JPH09511588A - 表示スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 励起光のための光ガイドとして作用する背面層（１７）と、複数のセルを含み、適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる液晶層（２９）と、前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーン。クロストークを低減すると共に出力を増大するため、励起光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、８７、８７ａ）を設ける。本発明により、側方照明を有する複屈折ＬＣディスプレイ及び散乱モードのＦＥ液晶のような種々の形態のものを用いることが出来る。部分時間アドレシング及び蛍光体の持続性を利用することにより、グレイスケールを有するＦＥＬＣディスプレイを作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 表示スクリーン 本発明は液晶ディスプレイに関するものである。 薄型パネルスクリーンは、マルチプレクシングを利用して個々の画素をアドレ スするために直交電極グリッドが用いられる能動モード又は“グレイ スケール ”で動作するツウィステッド ネマチック型又はスーパーツウィステッド ネマ チック型の液晶デバイスを用いるのに有用である。一方、これらのデバイスのｍ 秒程度の低い動作速度は大きな欠点であり、能動的にマルチプレクシングする場 合１００以上の方向の視野角を満たすことはこのディスプレイについて大きな制 約となる。さらに、波長感知性を有するスーパーツウィステッド ネマチック表 示装置は黒／白のコントラストが劣っている。 通常ＴＦＴと称せられている薄膜トランジスタを用いることにより、ツウィス テッド ネマチック効果を一層高いマルチプレクシングレベルで良好なコントラ ストで用いることができる。一方、このデバイスは、高価で制御が困難な製造プ ロセスが必要である。各画素にＴＦＴが必要であり、１０万個のＴＦＴが必要で あり１個又は２個の欠陥があるだけでも受け入れられない表示画像を生じてしま うため、大量の画素アレイが必要になるにしたがって歩留が急激に悪化してしま う。例えば放送テレビジョンに用いる大型の薄型フルカラー表示パネルは依然と して市販されていない。 英国の標準テレビジョン伝送システムはＰＡＬビデオシステムのカラー再生を 用いている。この場合、各画像のフレーム時間は４０ｍ秒（１／２５すなわち０ ．０４秒）であり、フレーム当たり６２５本のラインで各ラインは６４μ秒ごと にアドレスされている。従って、電子ビーム走査装置を有する陰極線管を用いる テレビジョンは６４μ秒で各ラインを走査する。４０μ秒（フレーム時間）の遅 延の後、同一のラインが再アドレスされる。ラインインターレースが行われるが 、本発明の目的からこの理由を説明することは必ずしも必要ではない。現在陰極 線管によって得られる画像は劣るものではないが、陰極線管は大型であり消費電 力も大きい。本発明は、標準の６２５本のシステムで新しい高品位精細スクリー ンの最良のＣＲＴに等しいか又はこれに勝る液晶ディスプレイを提供しようとす るものである。 ＬＣディスプレイの種々の設計が提案されている。現在の多くの型式のものに おいて、液晶をシャッタとして用い、散乱効果又は複屈折性を利用して光源から の光がＬＣ層の所定の画素のもとで観客に到達させるか否かを選択している。Ｌ Ｃは光が通過する角度に対して影響を受けるため、この構成では視野角について の問題が生じてしまう。視野角の課題を処理する有望な試みは、可視光を放出す る蛍光体を用いることである。例えば欧州特許出願公開第１８５４９５号には、 蛍光体素子をスクリーン上で発光させるために用いるＵＶ放射源を具え、蛍光体 素子への放射の供給を液晶シャッタで制御する表示ユニットが開示されている。 光をＬＣ層にガイドする背面プレートは側方光入射型とされ、液晶自身は散乱の 原理に基づいて動作し、光は内部全反射により光ガイド及びＬＣ層の内部を伝播 し、駆動するＬＣセルに入射して散乱する。散乱した光の一部すなわちＬＣ層に ほぼ垂直に偏向した散乱光はＬＣ層を通過して対応する蛍光ドットに入射して発 光する。 このデバイスは、観客に向けて放出された光（“表示”光）はＬＣ層を通過し た光（“励起”光）でない利点がある。この事項は視野角が制限される典型的な ＬＣＤの課題を解決するのに強く寄与することができ、この課題は米国特許第４ １６７３０７号に示すようなＬＣ層の下側の蛍光層を用いる表示装置により解決 されないものである。 別の試みは米国特許第４８３０４６９号に記載されている。この公報において は、スーパーツウィステッド液晶、すなわち１８０°以上の角度の液晶分子の捩 りを有する液晶が用いられている。このＬＣはカラー表示装置用のフィルタを有 する通常の方法で用いるのが困難であるため、このディスプレイは蛍光体を用い ている。蛍光体は液晶層を封止するガラスプレートの外側に配置する代わりに、 一方の側のＬＣ電極上に直接配置されている。従って、偏光子を組み込むのが困 難であり、一方又は両方の偏光子が取り除かれており、その代わりに視野角を制 限するダイクロイックＵＶ染料を用いている。さらに、フィリップスの構成を用 いて標準のＴＮ、ＳＴＮ又は強誘電性液晶を用いることができない。 本発明が基礎にする主要な特徴は以下の通りである。 Ａ．“蛍光体”として知られている材料により例示され現在の陰極線管において 用いられている複数の自己放射性素子を用いる。 Ｂ．この蛍光体は、エネルギー好ましくは近紫外の単色光で付勢することにより 可視光を放出することができる。 Ｃ．各画素からの放射出力を制御するため、光電シャッタを用いて放射性材料に 入射するエネルギーの自由な流れを制御する。このシャッタは、各自己放射性画 素が個別に動作するように制御する。所定の時点において、各画素点は個別の可 視光出力特性を有する。 励起エネルギー源と光放射性材料との間のシャッタリングは、視認出力が、観 客によりフリッカを生ずることなく動画を見ることができる速度で、あるシーケ ンスから次のシーケンスまで連続するものとして認められるように行う。このプ ロセスは通常変調と称せられている。 本発明は通常の液晶層を用いて現在使用されている薄型スクリーンを改良し、 安価でエネルギー効率の良好なものとすることができ、一方強誘電体材料、ディ ストーテッド−ヘリックス(distorted-helix)材料又は電傾材料のようなμ秒の 応答時間のＬＣを用いる新しい表示パネルの概念を形成することもできる。 各液晶はそれぞれ個別の変調プロセスを必要とし、例えばツウィステッド ネ マティック、スーパーツウィステッド ネマティック、ディストーテッド ヘリ ックス及び電傾液晶はグレイスケールを表示でき、これらの液晶は電圧を除去す ると非書込状態に戻る。他方、強誘電性液晶は双安定性（透過／非透過）であり 、一旦アドレスされるとその書込状態を維持する。従って、各型式の液晶につい て変調シャッタを動作させることができるアドレス装置を介して個々の情報を供 給する必要がある。ツウィステッド ネマティック及びスーパーツウィステッド ネマティック液晶の場合、能動型及び受動型ＴＦＴアドレス方式が用いられる 。能動マルチプレクシングは、印加されるＡＣ電圧のＲＭＳに応答する光電効果 に基づいている。電傾効果及びデヤストーテッド ヘリックス効果の場合、ＤＣ 電圧により同様な応答が得られる。これは真のアナログ変調である。 他方、強誘電性液晶効果はオン−オフ状態だけを占め、従って多重化すること ができない。強誘電性液晶はそれらのメモリを用いることにより二進態様で多重 化される。ドメインスイッチングは各画素の一部分だけがスイッチされる部分ス イッチング強誘電性液晶だけを含むドメインスイッチングが可能である。 本発明の一概念によれば、励起光のための光ガイドとして作用する背面層と、 複数のセルを含み、適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過さ せる液晶層と、前記セルに対応する蛍光型の素子を含み、前記励起光が入射した とき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーンにおいて、前記励起光 を蛍光型素子に向けて集光する手段をさらに設けたことを特徴とする表示スクリ ーンを提供する。 集光手段は、あるＬＣセルからの励起光が別のセルの蛍光体に入射するのを防 止する液晶層の開口された基板の形態の簡単な物理的バリャとすることができる 。一方、この光学的な構成は好適である。この構成はレンズアレイ（又は、レン ズレット）又は屈折率傾斜層とすることができる。この層及びアレイは光ガイド と液晶変調基板との間に代わりに又は付加的に設けることができ、特に複屈折性 の液晶を用いる場合については後述することにする。 光源は、好ましくは光ガイドを構成する透明プレートを具え、その端部から放 電灯のような光源からの放射を供給し、その放射はプレートの内部でガイドする 。集光手段は光ガイド自身の上方に配置した開口を有するプレートで構成でき、 液晶材料は各開口内に設けることができる。放射を放出する点を構成する突出部 又は突起部を開口の代わりに形成することができる。 液晶を含む層は蛍光体が配置されている層の厚さよりも極めて薄いので、蛍光 体支持基板を各画素についてエッチングして蛍光体を変調液晶基板に近接させる ことができる。 この薄型スクリーンデバイスは、各個別の発光のために用いる放射性蛍光体が パネルの表面又は内部の好適な位置に又はパネル内に組み込まれるように設計し た複合構造とする。 紫外光は、組み立てられたパネルの背面に又は光ガイドとして作用する透明基 板の端部に直接供給することにより導入することができる。どの照明光源が選択 されるかに応じて液晶シャッタ制御が設けられて必要な変調が行われる。 変調基板への紫外光の入射を最大にするため、パネルが側端照明の場合画素の 開口に垂直な鏡面反射を導入することができる。これは、側端照明光を入射させ るミラーを利用することにより達成できる。或いは、パネル／スクリーンの背面 上で又は光ガイド層の上側表面のぎざぎざを利用して散乱効果を発生させること ができる。このぎざぎざは、粗く処理して散乱を発生させる。セル自身に散乱源 を導入することを利用することもできる。 複屈折効果を利用する場合、液晶の背面からの一般的な照明は優れた方法であ る。一方、複屈折システムについては側端照明は行われない。 一方、側端照明によりパネルに導入された光が光ガイドの内部で散乱する場合 、複屈折光電特性を有する液晶を側端照明と共に用いることができる。従って、 ツイステッド ネマテック、スーパーツイステッド ネマテック、強誘電性及び 電傾液晶を用いる側端照明の光ガイドパネル／スクリーンが可能である。 本発明の別の概念によれば、励起光のための光ガイドとして作用する背面層と 、この背面層の端部に光を入射させる光源と、２個の偏光層の間に挟まれ、前記 背面層からの光の通過を制御するように複屈折性が変えられるセルを含む背面層 上の液晶層と、入射した光をセルに対して垂直に入射させる手段と、前記セルに 対応する蛍光型の素子を含み、前記励起光が入射したとき表示光を放出する光放 出層とを具える表示スクリーンを提供する。この垂直入射手段の例として、各液 晶セルの光ガイドの表面の突出部を粗くすることにより構成することができる。 変調基板が散乱モード型の液晶を含む場合、パネル／スクリーンの一般的な背 面照明を用いることができない。一方、これらの液晶は側端照明装置に極めて優 れている。この変調基板は双安定な強誘電性液晶の散乱光電効果を利用すること により用いる事が出来る。これは、あるメモリ状態で散乱し鮮明なメモリ状態へ 切り換わる短ピッチヘリックスに基づいている。例えば双安定強誘電性液晶のよ うなこの散乱型液晶を用いれば、偏光子を完全に除去することができる。 第３の概念として本発明は、光源と、この光源からの励起光のための光ガイド として作用する背面層と、セルを含み適切にアドレスされたとき光を背面層から セルを経て通過させる光源より上方の双安定液晶層と、前記セルに対応する蛍光 型の素子を含み、前記励起光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具え 、液晶層のアドレスにより液晶層が散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ るように構成した表示スクリーンを提供する。この本発明の概念は双安定ＬＣデ バイスの高速性を利用できると共に偏光子を除去することができる。 変調液晶にダイクロィク染料が含まれている場合或いは紫外域のは波長光（約 ３００ｎｍ）で動作する場合に液晶自身のダイクロィク性を利用することにより 一方の偏光子を除去することができる。液晶は相当量の可視放射を吸収しないの で、可視域の入射光で動作するパネル／スクリーンにおいてはそのダイクロィク 性を利用することができないが、本発明においてはシャッタされる光が観客に向 けて放出される光でないため紫外光をもちいることができる。 本発明の第４の概念によれば、励起光のための光ガイドとして作用する背面層 と、セルを含み適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる 双安定液晶層と、各セルについて所定のアドレス時間でセルをアドレスする制御 手段と、前記セルに対応する蛍光型の素子を含み、前記励起光が入射したとき表 示光を放出する光放出層とを具え、前記制御手段を、前記アドレス時間の一部分 の可変時間にわたってセルを駆動するように構成し、対応する蛍光型素子の輝度 を変化させる表示スクリーンを提供する。 この場合、グレイスケールは双安定ＬＣ層により達成される。このＬＣは強誘 電性（ＦＥ９液晶により代表されるが、例えば密なピッチのコレストリック（す なわち、キラルネツテック）液晶は、アドレス電圧がヒステリスの範囲内に維持 される場合同様に動作する。複数の蛍光体区域と、放射源と、放射源から蛍光体 区域への放射の透過を制御するように構成した対応する複数の制御手段とを有す る蛍光スクリーンの画素の制御は、所定の行の各画素を同時にアドレスしその行 の制御手段だけを動作させると共に同時に放射を透過させる制御手段に二進信号 を同時に供給し、この二進信号の期間が対応する画素を形成する蛍光体に入射で きる期間を決定し、これにより画素の輝度を決定する。 別な方法は、信号電圧の大きさにより対応する画素を形成する蛍光体に入射す る放射を決定し、これにより画素の輝度を決定することである。 蛍光体の自然な持続性を利用して新規なアナログ応答を形成できるので、本発 明を利用するディスプレイにより別のマルチプレクシング操作を行うことができ る。このスイチィングに必要な時間は６４μ秒である。一方、二進強誘電性シャ ッタは、これよりも十分に高速で切替できる。従って、透過状態は６４μ秒中の 最小応答時間まで短くできるので、グレイスケール表示を行うことができる。ア ナログ効果を利用することにより、最小レベルのグレイスケールが最小液晶応答 時間となることを回避することができる。従って、この好適効果は、電傾効果、 ディストーテッド ヘリックス効果及びドメイン−スイッチ強誘電効果である。 エネルギー源としての紫外光、可視光放射体としての蛍光体、及び励起エネル ギーを変調する画素アドレス装置を用いれば、高速アナログ光電効果を利用する ことにより蛍光体の持続性を用いて新規で多重化された薄型のパネル／スクリー ンディスプレイを実現することができる。 偏光子及び検光子は、液晶の自然な状態が非透過状態となるように配置する。 画素が６４μ秒のマルチプレクシング技術によりアドレスされる場合、蛍光体素 子は十分な出力で光を出射するので、眼従って頭脳は連続したものとして認識す る。本発明を一層深く理解するため、添付図面に基づき実施例を説明する。 図１Ａ及び図１Ｂは表示パネルの画素の一般的なレイアウトを示す。 図２は本発明の第２実施例を表す連続する液晶基板を有する第１の表示パネル の断面である。 図３は本発明の第２実施例を表す表示パネルの断面である。 図４及び図５は離散的な孔を含む液晶基板を有する図２及び図３に対応する実 施例を示す。 図６は別の有益な光ガイド兼ビーム平行化レンズ構成を示す。 図７は散乱兼平行化手段を示し、これの変形例を用いて紫外光を好適な液晶に より変調することが出来る。選択した液晶に応じて散乱又は簡単な反射を光ガイ ド基板の後側表面に発生する。 図８は図９の一部を拡大して示す。 図９及び図１０は本発明の別の実施例を示す。 図１１は強誘電性液晶をアドレスする際に用いる典型的な変調電圧波形を示す 。 図１２及び図１３は用いられるアドレス電圧を線図的に示す。 図１４及び図１５は偏光子に対するＬＣの配向の概念を示す。 各図面において同一の部材には同一符号を付することにする。 薄いパネル／表示装置には一般的に図１Ａに示す放射点のマトリックスが設け られる。個々の放射蛍光ドット画素を１１として示す。各画素には、変調された 紫外光を照射した後可視スペクトラムの光を放出する蛍光材料を形成する。 図１Ａは放射点のライン及び行の配置を示す。符号５で示すものは複数の蛍光 ドットを有するパネルである。符号７及び９はインジウムスズ酸化物のような適 当な透明な導電性材料の上側及び下側のアドレスラインをそれぞれ示す。特定の ライン対、すなわち上側ライン及び下側ラインの対選択することにより個別の画 素バイアスに応じて変調層に変調情報を供給することができる。各画素点は時間 的にいかなる時点においても又はグループ中のいかなる画素点についても個別に アドレスすることができるが、好適な方法を用いることにより所定の行中の全て の画素を同時にアドレスすることができ、選択した行中の各画素に個別の変調情 報を供給することも出来る。 図１Ａのライン（１）のような所定のラインの画素点がアドレスされると、蛍 光体によりこの行の各画素から可視光が放射され、このアドレス情報が終了しパ ネル／スクリーンの次の行に変調情報が供給されるまで可視光放射が続行する。 画素形成処理中に全ての画素が可視光を放射でき、各水平ラインは同一の期間中 異なる時間でアドレスされる。 画素の蛍光体は図１Ｂに示すように赤、青及び緑のの３個対として、すなわち 単一のセル形態としてグループ化する。各セルは１個の赤、１個の青及び１個の 緑の放射性蛍光体を含む。後述する各液晶変調シャッタを介してアドレス情報が 供給されると、各３個組／ユニットセルは可視域の全てのカラーを再生すること ができる。 図２〜図１０はパネル構造の種々の形態を示し、層１７、２１、２３、７１、 ２５、３１、７９、４１、４４及び種々のカラー放射蛍光体３５、３７、３９は 共通とする。層１７は背面層であり、用いる光好ましくは紫外光に対して透明に する必要がある。？？？層２１は反射性表面であり、通常銀のような反射性材料 の分子を堆積することにより形成する。次の層２３は偏光子であり、この層上に 液晶の下側セル壁７１を形成する。下側アドレスライン２５及び上側アドレスラ イン３１液晶層２９を包囲し、この液晶層はその上側において上側セル壁７９に より境界する。層４４は上側の偏光子又は検光子であり、層４１は最終の外側層 であり放射性蛍光体ドット３５、３７及び３９を含む。 図２及び図３において、連続する液晶基板は、符号４３で示すアクティブモー ド中の上側及び下側アドレスライン間の部分として一般的に符号２９で示す。こ の基板は超捩じれネツティクディスプレイの場合約５ミクロンの厚さとし、強誘 電性ディスプレイの場合１．５〜２ミクロンの厚さとすることができる。これら の層は、勿論スケール通りに表示されていない。実際のセル匂い点弧、７１尾７ ９のようなガラス層は５００ミクロンの厚さとすることができる。 図２に示す構成は欧州特許出願公開１８５４９５号に示す構成にほぼ対応して いる。相違点は、本発明では複屈折性を利用しているが、上記公報に記載のディ スプレイは散乱型の液晶を利用し偏光子を含んでいないことである。図２の装置 の動作は次の通りである。紫外光５７は側方から背面層１７に入射し前側表面及 び後側表面で内部反射する。反射性グリッドにより、紫外光は画素点のセルにだ け入射することがでる。ＬＣ材料は、通常背面層１７から偏光子を介して入射し た光を偏光面を回転するので、入射した光は検光子４４により遮光されセルはダ ークになる。液晶マトリックスのセルが駆動すると、セルは透過光の偏光面の回 転を解除し、この結果ＬＣ層のこの部分に入射した紫外光は蛍光ドット３５、３ ７、３９に到達し適切なカラーの光を放出する。 この表示装置においてクロストークを除去することが重要である。これは、図 ２において光を個々のセルに入射させる反射層２１のグリッド開口によりある程 度達成される。より顕著な効果を達成するため、図３に示す本発明の第２の実施 例においては、背面層１７の上側表面はコリメータレンズとして作用する湾曲し た突出部又は突起部４７を有する。ここで、「コリメーション」とは、漠然とし て意味において、蛍光体に向く平行な方向に光を指向させ又は集束させることを 意味し、蛍光体に入射する光の集束を含むものである。セルが通過する光光路を 制御するように変化する複屈折性を有する場合、平行化された光は必ずセルに入 射する。側端照明は、光がセルに入射する前に光の平行化はほとんど必要としな いが、集光手段への光の入射が必要である。ここで、この増強された垂直入射は 、「ノーマライゼーション」と称する。双安定液晶を用いる場合、セルから出射 する散乱光は、前述したように、蛍光体への平行化又は集束化を必要とする。こ れらの光学的特徴は、以下の説明から明らかにする。 図３を参照するに、紫外光は６１で示す後側表面１９又は５７で示す端部２０ のいずれかから層１７に入射させる。この光は偏光子２３を直接通過し、又は反 射層２１へ入射し反射して前述したように散乱した後偏光子を通過する。 光が液晶材料を含む変調基板を通過する前に、突起部は出射光の光量を最大に する。突起部間の領域には銀のような反射性材料を充填する。この紫外光は１７ で示す光ガイド基板の表面の前述した突起部４７により平行化されるように図示 する。この基板本体中に１本の光線を７３として示す。突起４７により構成され るレンズは基板層１７から紫外光を効率よく集光し、画素に入射させる。これに り、効率が増大すると共にクロストークが減少する。 図４及び図５はクロストークを減少させる変形例を示す。紫外光の供給方法は 前出した例と同一である。図示の形態において、液晶変調材料はポリマ材料のよ うな不透明基板５１に形成した符号４９で示す個別の孔中に保持する。同様に、 図５に示す形態において、変調液晶材料は図３に示すレンズ４７との組み合わせ において図４と同様に保持する。これにより、光を各蛍光体に向けて効率よく集 光し又は入射させることができる。 図６は紫外光の方向性を増大した別の例を示す。各セルの下側の符号８１で示 す基板層表面をエッチングして紫外光を散乱させる。これ以外の部分には反射層 ２１を形成する。光の供給はエッチングされた凹部により行われ、ガラスの外側 層４１の下側表面に同様なエッチング部分を形成する。必要な場合、別のレンズ 素子を９７で示す位置に形成することができる。 図７は符号８７で示すレンズアレイを用いる別の形態を示す。このアレイは、 エッチングされたぎざぎざの表面８５を含む形成面８１により散乱され又は形成 面９５により散乱された紫外光を平行化するために形成する。本例では、全ての 平行化はＬＣ層の下側で行われる。光ガイド内の鏡面反射は、必要な場合、照明 手段８６の後方にミラー９３を含ませることにより開口／画素にほぼ垂直に入射 させることができる。 図８は光ガイドを介して入射した紫外光に対するレンズアレイ８７の平行化の 効果を示す。図示のレンズ８７は、勾配屈折率システムにより同様な効果が達成 されるアレイにより置換することができる。 本発明は電傾効果を呈する液晶にも適用することができる。このような液晶を 用いる場合、光軸は液晶層の面内に存在する。光軸はこの面内で印加電圧に比例 する範囲で回転し、その方向はその符号に応じて変化する。最大切り替え角は入 射される液晶材料に依存する。この角度は約２２．５度の範囲にあるので、＋か ら−の電圧変化により４５度の最大変化が生ずる。 図９は前述したいかなる実施例にも用いることができるパネルの変形例を示す 。反射性材料９１を下側アドレスライン２５上の各セルに対応する区域又は各セ ルの一部に堆積する。この目的は、ＬＣ層に入射した光が散乱して光ガイド層に 戻るのを防止することにあり、このように構成することにより、ＬＣ層の上側方 に位置し図７のものと同様なレンズアレイ８７ａに入射する散乱光９２により示 される前方伝搬エネルギーが増大する。典型的に空気を含むギャップ９３を通過 した後、紫外光はガラスの背面プレート４４ａ上に位置する蛍光体３５、３７、 ３９を発行させる。図１０は図９に示すものと同様な散乱型のアーキテクチャを 示し、本例では紫外光は２個のガラス層７１及び７９によりはさまれた液晶層２ ９により散乱し、蛍光体３５〜３９に向けて平行化される。光源８６から出射し た光エネルギーは背面層１７の内部を伝搬する。非散乱状態のセルからの光は、 符号１０１で示すように内部全反射する。セルが駆動すると、光１０２は散乱し 、その一部はレンズアレイ８７ａに入射する。図１０において、符号１０５はＬ Ｃセル端のシールを示し、符号１０６はエァギャップシールを示す。 この液晶は強誘電性ＬＣとすることができる。この液晶の欠点は、双安定であ るため印加電圧を変化させても所望のグレイスケールが発生しないことである。 本発明は、アドレスサイクルの駆動時間を変化させることによりこの必要性を満 たす。図１１はこの原理を示す。図１１ａにおいて６４μ秒の全ライン時間を用 い、図１１ｂにおいてその一部だけを用い、図１１ｃにおいては個別の部分に分 割された一部分だけを用いる。このＦＦＬＣは使用可能時間の一部だけでアドレ スされ、蛍光体は通過する光の量を積分し対応するほぼ一定の輝度で発光してグ レイスケールを形成する。 図１２は画素アレイを一度に１ラインアドレスする例を示す。ストローブ電圧 Ｖｓはどの行をアドレスするかを決定し、列に印加された電圧は−Ｖｄと＋Ｖｄ との間にある（データ電圧）。−Ｖｄは画素に最大電圧を与え、＋Ｖｄは最小電 圧を与える。 図１３は、Ｖ_s＝２×Ｖ_dの場合、これにより、この画素に印加される電圧、す なわちＶ_s＋Ｖ_dとなる“選択”電圧は他の画素に印加される電圧に比べて最大と なり、一方アドレスされている他の画素の電圧はＶ_s−Ｖ_dとなり、他の全ての画 素には誤差電圧（＋又は−Ｖ_d）が現れる。 現在アドレスされていない画素行の電圧は零まで降下せず“選択電圧”の１／ ３まで降下する。これにより、スクリーンの平均的な照明は、電圧（超線形にな るものとして知られており、これにより上記効果が低減される）に対する液晶の 光応答及び蛍光体の紫外光に対する応答に依存する範囲におさまることになる。 図１４は、液晶の“オフ”状態が零の光透過を与える偏光子と検光子との配置 構成を示す。この配置構成を用いると、＋Ｖ及び−Ｖにより同一の光透過が生ず る。これにより、波形Ｖ_d及びＶ_sの各々について対称の双極性パルス（図１５） を用いることができる。このように構成した場合、液晶に印加される波形は正味 零のＤＣ成分を含むことになる。これは極めて有益である。この理由は、正味零 のＤＣ成分を含むことは液晶の寿命を一層長くし、全ての通常の液晶デバイスは 正味零のＤＣ成分を達成するように電気的駆動波形を構成しているからである。 図１３（ｄ）に示すように、−Ｖが印加（すなわち、−２２．５度）が印加さ れている液晶の光学軸の向きに対して偏光子を整列させることにより最大光透過 を達成することができる。検光子は偏光子に対して直角に維持する。この配置構 成は最大の“オン”状態透過を与えるが、画素には正味零のＤＣ成分が印加され ない。さらに、現在アドレスされていない行の画素の光透過は一層高くなる。 最適のアドレススキムは、“オン”状態透過と電圧の弁別性との間でトレード オフするスキムである。 上述した原理は、可変透過率（アナログ）シャッタを構成するツウィステッド ネマチック及びスーパーツウィステッド ネマチック デバイスのような紫外 光を変調できるいかなるＬＣＤパネルと共に適用することができる。この原理は 、スメテックＡ、強誘電性の散乱モード及び短ピッチコレストリックの散乱型デ バイスと共に用いることもできる。スーパーツウィステッド ネマチック光電効 果は最高レベルの多重性能を示し、従って最適な性能を発生する。スーパーツウ ィステッド ネマチック デバイスは全可視スペクトラムについて等しくシャッ タしない。上述した照明方法はこの事項について重要でないものとすることがで き、より短い波長の紫外光についてスーパーツウィステッド ネマチック効果を 最適なものとすることができる。 上述した本発明に含まれる蛍光体の性能は電傾効果を複合化して新しい型式の アナログカラー液晶表示装置を実現する。上述した本発明を蛍光体の持続性と共 に変調器／スイッチングシャッタとして用いることにより、薄型の高品位テレビ ジョンディスプレイが可能になり、しかもこのデバイスに潜在する高速走査レー トで動作することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年１１月２４日 【補正内容】 請求の範囲 １．励起光を供給する背面部（１７）と、複数のセル（４３）を含み、適切にア ドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる液晶層（２９）と、前記 セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射し たとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーンにおいて、前記励起 光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、８７、８７ａ ）をさらに設けたことを特徴とする表示スクリーン。 ２．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ又は勾配屈折率材料のア レイの形態とした請求項１に記載の表示スクリーン。 ３．前記集光手段又はその一部が、前記背面部（１７）と液晶層（２９）との間 に位置する請求項１又は２に記載の表示スクリーン。 ４．前記集光手段が前記背面部（１７）に形成したレンズ（４７）を含む請求項 ３に記載の表示スクリーン。 ５．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素子 （３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１又は２に記載の表示スクリー ン。 ６．前記集光手段が、前記背面部の各セルの下側に形成され、光を液晶層（２９ ）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１から５まで のいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ７．前記液晶を、ツィステッド ネマテック型、スーパーツィステッド ネマテ ック型、強誘電型、短ピッチ コレストリック型、又は電傾型液晶とした請求項 １から６までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ８．前記液晶がダイクロィク染料を含むか又は液晶自身がダイクロィク性能を有 する請求項１から７までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ９．励起光を供給する背面部（１７）と、この背面部の端部に光を入射させる光 源（８６）と、２個の偏光層（２３、４４）の間に挟まれ、前記背面層からセル を通る光の光路に作用するように複屈折性が変えられるセルを含む背面部上の液 晶層（２９）と、入射した光をセルに対して垂直に入射させる垂直入射手 段（４７、８１、８７）と、前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３ ９）を含み、前記励起光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具える表 示スクリーン。 １０．励起光を供給する背面部（１７）と、この背面部の端部に光を入射させる 光源（８６）と、ダイクロィック染料を含むか又はは自身がダイクロィック性と され、入射光を偏光する偏光層を有し、且つ背面部からの光の通過を制御するよ うに複屈折性が変られるセル（４３）を含む背面部上の液晶層（２９）と、入射 した光をセルに対して垂直に入射させる垂直入射手段（４７、８１、８７）と、 前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入 射したとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーン。 １１．前記垂直入射手段（８７）又はその一部が、前記背面部（１７）と液晶層 との間に位置する請求項９又は１０に記載の表示スクリーン。 １２．前記垂直入射手段を、前記セルに対応するレンズアレイ（８７）又は勾配 屈折率材料のアレイの形態とした請求項１１に記載の表示スクリーン。 １３．前記垂直入射手段が反面部に形成したレンズ（４７）を含む請求項１２に 記載の表示スクリーン。 １４．前記液晶を、ツィステッド ネマテック型、スーパーツィステッド ネマ テック型、強誘電型、又は電傾型液晶とした請求項９から１３までのいずれか１ 項に記載の表示スクリーン。 １５．励起光の光源と、複数のセル（４３）を含み適切にアドレスされたとき光 を背面層からセルを経て通過させる双安定液晶層（２９）と、各セルについて所 定のアドレス時間でセル（４３）をアドレスする制御手段と、前記セルに対応す る蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射したとき表示光 を放出する光放出層とを具え、前記制御手段を、前記アドレス時間の一部分の可 変時間にわたってセル（４３）を駆動するように構成し、対応する蛍光型素子の 輝度を変化させる表示スクリーン。 １６．前記励起光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１ 、８７、８７ａ）をさらに具える請求項１６に記載の表示スクリーン。 １７．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ（８７、８７ａ）又は 勾配屈折率材料のアレイの形態とした請求項１６に記載の表示スクリーン。 １８．前記集光手段又はその一部が、前記背面層（１７）と液晶層（２９）との 間にある請求項１６又は１７に記載の表示スクリーン。 １９．前記集光手段が前記背面層（１７）に形成したレンズを含む請求項１７又 は１８に記載の表示スクリーン。 ２０．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素 子（３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１６又は１７に記載の表示ス クリーン。 ２１．前記集光手段が、前記背面層（２１）の各セルの下側に形成され、光を液 晶層（２９）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１ ６から２０までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ２２．密なピッチのコレストリック液晶と、前記アドレス電圧を前記液晶の履歴 範囲内に維持する制御手段とを具える請求項１５から２１までのいずれか１項に 記載の表示スクリーン。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年６月４日 【補正内容】 他方、強誘電性液晶効果はオン−オフ状態だけを占め、従って多重化すること ができない。強誘電性液晶はそれらのメモリを用いることにより二進態様で多重 化される。ドメインスイッチングは各画素の一部分だけがスイッチされる部分ス イッチング強誘電性液晶だけを含むドメインスイッチングが可能である。 本発明の一概念によれば、励起光のための光ガイドとして作用する背面層と、 複数のセルを含み、適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過さ せる液晶層と、前記セルに対応する蛍光型の素子を含み、前記励起光が入射した とき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーンにおいて、前記励起光 を蛍光型素子に向けて集光する手段をさらに設けたことを特徴とする表示スクリ ーンを提供する。 集光手段は、あるＬＣセルからの励起光が別のセルの蛍光体に入射するのを防 止する液晶層の開口された基板の形態の簡単な物理的バリャとすることができる 。−方、この光学的な構成は好適である。この構成はレンズアレイ（又は、レン ズルット）又は屈折率傾斜層とすることができる。この層及びアレイは光ガイド と液晶変調基板との間に代わりに又は付加的に設けることができ、特に複屈折性 の液晶を用いる場合については後述することにする。 液晶表示装置に使用できる集光手段の一例は、一般的に１９８７年４月に発行 されたＩＢＭ テクニカル ディスクロージャ ブルテン Vol.29、No.11、第 ４８３８〜４８３９頁に示されている。この文献では、光ガイドプレートがレン ズプレートに結合されて比較的良好な集光は光をＬＣセルに垂直に入射させてい る。 光源は、好ましくは光ガイドを構成する透明プレートを具え、その端部から放 電灯のような光源からの放射を供給し、その放射はプレートの内部でガイドする 。集光手段は光ガイド自身の上方に配置した開口を有するプレートで構成でき、 液晶材料は各開口内に設けることができる。放射を放出する点を構成する突出部 又は突起部を開口の代わりに形成することができる。 液晶を含む層は蛍光体が配置されている層の厚さよりも極めて薄いので、蛍光 体支持基板を各画素についてエッチングして蛍光体を変調液晶基板に近接させる ことができる。 この薄型スクリーンデバイスは、各個別の発光のために用いる放射性蛍光体が パネルの表面又は内部の好適な位置に又はパネル内に組み込まれるように設計し た複合構造とする。 紫外光は、組み立てられたパネルの背面に又は光ガイドとして作用する透明基 板の端部に直接供給することにより導入することができる。どの照明光源が選択 されるかに応じて液晶シャッタ制御が設けられて必要な変調が行われる。 変調基板への紫外光の入射を最大にするため、パネルが側端照明の場合画素の 開口に垂直な鏡面反射を導入することができる。これは、側端照明光を入射させ るミラーを利用することにより達成できる。或いは、パネル／スクリーンの背面 上て又は光ガイド層の上側表面のぎざぎざを利用して散乱効果を発生させること かできる。このぎざぎざは、粗く処理して散乱を発生させる。セル自身に散乱源 を導入することを利用することもできる。 複屈折効果を利用する場合、液晶の背面からの一般的な照明は優れた方法であ る。一方、複屈折システムについては側端照明は行われない。 一方、側端照明によりパネルに導入された光が光ガイドの内部で散乱する場合 、複屈折光電特性を有する液晶を側端照明と共に用いることができる。従って、 ツイステッド ネマテック、スーパーツイステッド ネマテック、強誘電性及び 電傾液晶を用いる側端照明の光ガイドパネル／スクリーンが可能である。 従って、本発明の実施例において、背面層上の液晶層は２個の偏光層間に挟ま れることができ、背面層からの光の通過を制御するように複屈折性が変えられる セルを含み、入射した光をセルに対して垂直に入射させる手段を設ける。この垂 直入射手段の例として、各液晶セルの光ガイドの表面の突出部を粗くすることに より構成することがてきる。 変調基板が散乱モード型の液晶を含む場合、パネル／スクリーンの一般的な背 面照明を用いることができない。一方、これらの液晶は側端照明装置に極めて優 れている。この変調基板は双安定な強誘電性液晶の散乱光電効果を利用すること により用いる事が出来る。これは、あるメモリ状態で散乱し鮮明なメモリ状態へ 切り換わる短ピッチヘリックスに基づいている。例えば双安定強誘電性液晶のよ うなこの散乱型液晶を用いれば、偏光子を完全に除去することができる。 第３の概念として本発明は、光源と、この光源からの励起光のための光ガイド として作用する背面層と、セルを含み適切にアトルスされたとき光を背面層から セルを経て通過させる光源より上方の双安定液晶層と、前記セルに対応する蛍光 明を利用するディスプレイにより別のマルチプレクシング操作を行うことができ る。このスイチィングに必要な時間は６４μ秒である。一方、二進強誘電性シャ ッタは、これよりも十分に高速で切替できる。従って、透過状態は６４μ秒中の 最小応答時間まで短くできるので、グルイスケール表示を行うことができる。ア ナログ効果を利用することにより、最小レベルのグレイスケールが最小液晶応答 時間となることを回避することができる。従って、この好適効果は、電傾効果、 ディストーテッド ヘリックス効果及びドメイン−スイッチ強誘電効果である。 エネルギー源としての紫外光、可視光放射体としての蛍光体、及び励起エネル ギーを変調する画素アドルス装置を用いれば、高速アナログ光電効果を利用する ことにより蛍光体の持続性を用いて新規で多重化された薄型のパネル／スクリー ンディスプレイを実現することができる。 偏光子及び検光子は、液晶の自然な状態が非透過状態となるように配置する。 画素が６４μ秒のマルチプレクシング技術によりアドレスされる場合、蛍光体素 子は十分な出力で光を出射するので、眼従って頭脳は連続したものとして認識す る。本発明を一層深く理解するため、添付図面に基つき実施例を説明する。 図１Ａ及び図１Ｂは表示パネルの画素の一般的なレイアウトを示す。 図２は本発明の背面照明の例として連続する液晶基板を有する表示パネルの断 面である。 図３は本発明の実施例を表す表示パネルの断面である。 図４及び図５は離散的な孔を含む液晶基板を有する図２及び図３に対応する実 施例を示す。 図６は別の有益な光ガイド兼ビーム平行化レンズ構成を示す。 図７は散乱兼平行化手段を示し、これの変形例を用いて紫外光を好適な液晶に より変調することが出来る。選択した液晶に応じて散乱又は簡単な反射を光ガイ ド基板の後側表面に発生する。 図８は図９の一部を拡大して示す。 図９及び図１０は本発明の別の実施例を示す。 図１１は強誘電性液晶をアドレスする際に用いる典型的な変調電圧波形を示す 。 図１２及び図１３は用いられるアドレス電圧を線図的に示す。 液晶の下側セル壁７１を形成する。下側アドレスライン２５及び上側アドルスラ イン３１液晶層２９を包囲し、この液晶層はその上側において上側セル壁７９に より境界する。層４４は上側の偏光子又は検光子であり、層４１は最終の外側層 であり放射性蛍光体ドット３５、３７及び３９を含む。 図２及び図３において、連続する液晶基板は、符号４３で示すアクティブモー ド中の上側及び下側アドルスライン間の部分として一般的に符号２９で示す。こ の基板は超捩じれネツティクディスプレイの場合約５ミクロンの厚さとし、強誘 電性ディスプレイの場合１．５〜２ミクロンの厚さとすることができる。これら の層は、勿論スケール通りに表示されていない。実際のセル匂い点弧、７１尾７ ９のようなガラス層は５００ミクロンの厚さとすることができる。 図２に示す構成は欧州特許出願公開１８５４９５号に示す構成にほぼ対応して いる。相違点は、本発明では複屈折性を利用しているが、上記公報に記載のディ スプレイは散乱型の液晶を利用し偏光子を含んでいないことである。図２の装置 の動作は次の通りである。紫外光５７は側方から背面層１７に入射し前側表面及 び後側表面で内部反射する。反射性グリッドにより、紫外光は画素点のセルにだ け入射することがでる。ＬＣ材料は、通常背面層１７から偏光子を介して入射し た光を偏光面を回転するので、入射した光は検光子４４により遮光されセルはダ ークになる。液晶マトリックスのセルが駆動すると、セルは透過光の偏光面の回 転を解除し、この結果ＬＣ層のこの部分に入射した紫外光は蛍光ドット３５、３ ７、３９に到達し適切なカラーの光を放出する。 この表示装置においてクロストークを除去することが重要である。これは、図 ２において光を個々のセルに入射させる反射層２１のグリッド開口によりある程 度達成される。より顕著な効果を達成するため、図３に示す本発明の実施例にお いては、背面層１７の上側表面はコリメータレンズとして作用する湾曲した突出 部又は突起部４７を有する。ここで、「コリメーション」とは、漠然として意味 において、蛍光体に向く平行な方向に光を指向させ又は集束させることを意味し 、蛍光体に入射する光の集束を含むものである。セルが通過する光光路を制御す るように変化する複屈折性を有する場合、平行化された光は必ずセルに入射する 。側端照明は、光がセルに入射する前に光の平行化はほとんど必要としな 請求の範囲 １．励起光を供給する背面部（１７）と、複数のセル（４３）を含み、適切にア ドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる液晶層（２９）と、前記 セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射し たとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーンにおいて、前記励起 光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、８７、８７ａ ）をさらに設けたことを特徴とする表示スクリーン。 ２．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ又は勾配屈折率材料のア レイの形態とした請求項１に記載の表示スクリーン。 ３．前記集光手段又はその一部が、前記背面部（１７）と液晶層（２９）との間 に位置する請求項１又は２に記載の表示スクリーン。 ４．前記集光手段が前記背面部（１７）に形成したレンズ（４７）を含む請求項 ３に記載の表示スクリーン。 ５．前記集光手段が、前記背面部の各セルの下側に形成され、光を液晶層（２９ ）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項３又は４に記 載の表示スクリーン。 ６．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素子 （３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１又は２に記載の表示スクリー ン。 ７．前記液晶を、ツィステッド ネマテック型、スーパーツィステッド ネマテ ック型、強誘電型、短ピッチ コレストリック型、又は電傾型液晶とした請求項 １から６までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ８．前記液晶がダイクロィク染料を含むか又は液晶自身がダイクロィク性能を有 する請求項１から７までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ９．前記背面部の端部に光を入射させる光源（８６）をさらに含み、前記液晶層 が前記背面層上で２個の偏光層（２３、４４）の間に挟まれ、前記背面層からセ ルを通る光の透過を制御するように複屈折性が変えられるセルを含み、前記集光 手段（４７、８１、８７）が入射した光をセルに対して垂直に入射させる 請求項３に記載の表示スクリーン。 10．前記背面部の端部に光を入射させる光源（８６）をさらに含み、前記液晶層 （２９）が、背面層上に位置し、ダイクロィック染料を含むか又はは自身がダイ クロィック性とされ、入射光を偏光する偏光層を有し、且つ背面部からの光の通 過を制御するように複屈折性が変られるセル（４３）を含み、前記集光手段（４ ７、８１、８７）が入射した光をセルに対して垂直に入射させる請求項３に記載 の表示スクリーン。 11．励起光の光源と、複数のセル（４３）を含み適切にアドレスされたとき光を 背面層からセルを経て通過させる双安定液晶層（２９）と、各セルについて所定 のアドレス時間でセル（４３）をアドレスする制御手段と、前記セルに対応する 蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射したとき表示光を 放出する光放出層とを具え、前記制御手段を、前記アドレス時間の一部分の可変 時間にわたってセル（４３）を駆動するように構成し、対応する蛍光型素子の輝 度を変化させる表示スクリーン。 12．前記励起光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、 ８７、８７ａ）をさらに具える請求項１１に記載の表示スクリーン。 13．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ（８７、８７ａ）又は勾 配屈折率材料のアレイの形態とした請求項１２に記載の表示スクリーン。 14．前記集光手段又はその一部が、前記背面層（１７）と液晶層（２９）との間 にある請求項１２に記載の表示スクリーン。 15．前記集光手段が前記背面層（１７）に形成したレンズを含む請求項１３又は １４に記載の表示スクリーン。 16．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素子 （３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１２又は１３に記載の表示スク リーン。 17．前記集光手段が、前記背面層（２１）の各セルの下側に形成され、光を液晶 層（２９）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１２ から１６までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 18．密なピッチのコレストリック液晶と、前記アドレス電圧を前記液晶の履歴範 囲内に維持する制御手段とを具える請求項１１から１７までのいずれか１項に記 載の表示スクリーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ディクソン アラン コリン イギリス国 サフォーク アイピー４ ２ ティージェイ イプスウィッチ バークリ ー クロース 20 (72)発明者 トーマス ジョン イギリス国 ノーフォーク エヌアール16 ２エイエヌ ニュー バッケナム マー ケット プレイス（番地なし） ブレア ハウス内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．励起光のための光ガイドとして作用する背面層（１７）と、複数のセルを含 み、適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる液晶層（２ ９）と、前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励 起光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーンにおい て、前記励起光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、 ８７、８７ａ）をさらに設けたことを特徴とする表示スクリーン。 ２．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ又は勾配屈折率材料のア レイの形態とした請求項１に記載の表示スクリーン。 ３．前記集光手段又はその一部が、前記背面層（１７）と液晶層（２９）との間 にある請求項１又は２に記載の表示スクリーン。 ４．前記集光手段が前記背面層（１７）に形成したレンズを含む請求項３に記載 の表示スクリーン。 ５．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素子 （３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１又は２に記載の表示スクリー ン。 ６．前記集光手段が、前記背面層（２１）の各セルの下側に形成され、光を液晶 層（２９）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１か ら５までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 ７．励起光のための光ガイドとして作用する背面層（１７）と、この背面層の端 部に光を入射させる光源（８６）と、２個の偏光層の間に挟まれ、前記背面層か らの光の通過を制御するように複屈折性が変えられるセルを含む背面層上の液晶 層（２９）と、入射した光をセルに対して垂直に入射させる手段（４７、８１、 ８７）と、前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記 励起光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具える表示スクリーン。 ８．前記光垂直入射手段（８７）又はその一部が前記背面層（１７）と液晶層（ ２９）との間に位置する請求項７に記載の表示スクリーン。 ９．前記光垂直入射手段を、前記セルに対応するレンズアレイ（８７）又は勾配 屈折率材料のアレイの形態とした請求項７に記載の表示スクリーン。 10．前記光垂直入射手段が前記背面層（１７）に形成したレンズ（４７）を含む 請求項３に記載の表示スクリーン。 11．光源（８６）と、この光源からの励起光のための光ガイドとして作用する背 面層（１７）と、セル（４３）を含み適切にアドレスされたとき光を背面層から セルを経て通過させる光源より上方の双安定液晶層（２９）と、前記セルに対応 する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起光が入射したとき表示 光を放出する光放出層とを具え、液晶層（２９）のアドレスにより液晶層が散乱 状態と光透過状態との間で切り替えられるように構成した表示スクリーン。 12．前記液晶層（２９）と蛍光型素子（３５、３７、３９）との間に集光手段（ ７７、８７ａ）又はその一部をさらに具える請求項１１に記載の表示スクリーン 。 13．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ（８７ａ）又は勾配屈折 率材料のアレイの形態とした請求項１２に記載の表示スクリーン。 14．前記集光手段が、前記背面層（２１）の各セルの下側に形成され、光を液晶 層（２９）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１１ から１３までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 15．励起光のための光ガイドとして作用する背面層（１７）と、セル（４３）を 含み適切にアドレスされたとき光を背面層からセルを経て通過させる双安定液晶 層（２９）と、各セルについて所定のアドレス時間でセルをアドレスする制御手 段と、前記セルに対応する蛍光型の素子（３５、３７、３９）を含み、前記励起 光が入射したとき表示光を放出する光放出層とを具え、前記制御手段を、前記ア ドレス時間の一部分の可変時間にわたってセル（４３）を駆動するように構成し 、対応する蛍光型素子の輝度を変化させる表示スクリーン。 16．前記励起光を蛍光型素子に向けて集光する手段（４７、４９、７７、８１、 ８７、８７ａ）をさらに具える請求項１５に記載の表示スクリーン。 17．前記集光手段を、前記セルに対応するレンズアレイ又は勾配屈折率材料のア レイの形態とした請求項１５に記載の表示スクリーン。 18．前記集光手段又はその一部が、前記背面層（１７）と液晶層（２９）との間 にある請求項１６又は１７に記載の表示スクリーン。 19．前記集光手段が前記背面層（１７）に形成したレンズを含む請求項１７に記 載の表示スクリーン。 20．前記集光手段（８７ａ）又はその一部が、前記液晶層（２９）と蛍光型素子 （３５、３７、３９、）との間に位置する請求項１９に記載の表示スクリーン。 21．前記集光手段が、前記背面層（２１）の各セルの下側に形成され、光を液晶 層（２９）に向けて散乱させる粗い表面を有する凹部（８５）を含む請求項１５ から２０までのいずれか１項に記載の表示スクリーン。 22．光ピッチコレストリック液晶と、前記アドレス電圧を前記液晶の履歴範囲内 に維持する制御手段とを具える請求項１５から２１までのいずれか１項に記載の 表示スクリーン。