(57)【要約】【課題】極めて薄型で、フレキシブルな表示部で、高輝度かつ低電圧駆動で低消費電力であり、チラツキも少なく、小型化も大画面化も可能で、特に広視野角となるような単色、2色またはフルカラー表示のできるカラーディスプレイ装置を提供する。【解決手段】電界の印加または電界の変化により形態変化が生じ、導波光を散乱させる電界反応物質を有する電界反応層をコア層の一部とし、更にこのコア層を挟むクラッド層を有するシート状の光導波路を用い、そこに２色以上の光源からの光を結合させて伝搬させ、電界反応層に電界が印加されるように設けた対電極の電界で電界反応物質を形態変化させ、そこを通る導波光を散乱させて、光導波路の外部に画素として出射させてカラー画像表示する。また、一方のクラッド層を薄くすることで外部出射光を容易にさせ、更に導波光の強度を一定にさせるための制御系を設ける。【選択図】  図１
2007328225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界の印加または電界の変化により形態変化が生じ、導波光を散乱させる電界反応物質（２０）を有する電界反応層（１０２）をコア層の一部とした光導波路（１００）を用い、電界反応層（１０２）に電界が印加されるように設けた画素の対電極の電界で電界反応物質（２０）を形態変化させることにより、そこを通る導波光を散乱させて、光導波路（１００）の外部に画素として出射させるようにしたカラーディスプレイ装置において、該光導波路（１００）は、シート状であること、該光導波路（１００）にコア層を両側から挟むクラッド層が具備してあること、画素の対電極で散乱された導波光がクラッド層を透過して外部に出射光として観測されるようにしてあること、２色以上の光源からのそれぞれの光が同一の光導波路（１００）のコア層に結合するようにしていること、該２色以上の光のそれぞれに対応する画像信号に同期して画素の対電極間の電界を変化させ、それぞれの導波光を散乱させて画素の輝度変調ができるようにしたことを特徴とするカラーディスプレイ装置。
【請求項２】
コア層を挟む二層のクラッド層の厚みが異なり、薄い方の厚みのクラッド層側から散乱された導波光が外部に出射光として観測されるようにした請求項１記載のカラーディスプレイ装置。
【請求項３】
電界反応物質（２０）を動的散乱モード液晶とした請求項１もしくは２のいずれかに記載のカラーディスプレイ装置。
【請求項４】
光導波路（１００）を伝搬している光の強度を監視する監視手段を備え、その監視手段の出力を利用して、光源（１５０）の光強度を制御する制御回路を備えた請求項１から３のいずれかに記載のカラーディスプレイ装置。
【請求項５】
光導波路（１００）への導波光の光源（１５０）を発光ダイオードまたはレーザダイオードとした請求項１から４のいずれかに記載のカラーディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は  消費電力が少なく、高速応答可能な高輝度で、しかも薄く大画面化可能なカラーディスプレイ装置に関するものである。選択した画素の対電極間に電圧を印加するか、電圧の変化により、その電極間に配置してある当初透明な電界反応物質を濁らせたり、透明にしたり、または変形させるなどして、ここを通る導波光を散乱させるようにしたディスプレイ装置である。本発明では、特に、電界反応物質を含む同一の光導波路のコア層に光源からの２色以上の光が結合するようにしていることでカラーディスプレイを可能にしていること、この光導波路コア層を挟む２層のクラッド層に、導波光に対して光学的厚みを異ならせ、光学的厚みの薄い側からが外部の観測者が画像を見ることができるようにしたことなどを特徴としたカラーディスプレイ装置に関するものある。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄型のディスプレイ装置の画素として、液晶を光学シャッタとして用い、バックライトからの光を光三原色のフィルタと偏光板を通して出射させるディスプレイ装置があった。また、従来、基板および光導波路としての二枚のガラス基板間に光散乱モードの液晶を封入して、この液晶を含む二枚のガラス基板を光導波路とし、これらのガラス基板と観測者が居る外部の空気との界面で反射を繰り返す導波光を光散乱モードの液晶で散乱させて、画素表示するディスプレイ装置があった（特開平１１−１０９３４９）。また、従来、本発明者は、光導波路に電界反応物質（例えば、動的散乱モード液晶）をコア層の一部とし、ここを通る導波光を電界印加またはその変化により散乱させて、外部に出射光を取り出す形のディスプレイ装置を発明した（特願２００２−０４６８７６、ＰＣＴ／ＪＰ２００３／００１８６７、国際公開番号  ＷＯ２００３／０７１３４１）。また、その発明においては、フルカラーディスプレイにさせるために、光三原色用のそれぞれの光導波路を独立に設けるようにしていた。更に、本発明者は、電界反応物質で散乱されてクラッド層を透過した散乱光は、屈折率が１である空気層に出るときに屈折角が大きくなり、正面にいる外部の観測者の目に入り難いことがあり、これを解消するために、クラッド層の外部に散乱層を配設したこと、更に、コア層を通る光が画素として散乱されて長い光導波路を通過する間に減衰することの対策として光導波路途中から光を補給するようにしたことなどを特徴とした発明を出願した（特願2005-358334）。
【特許文献１】特開平１１−１０９３４９
【特許文献２】国際公開番号  ＷＯ２００３／０７１３４１
【特許文献３】特願2005-358334
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の液晶を光学シャッタとして用いるディスプレイ方式では、バックライトからの光が液晶シャッタを通して出射すること、しかも偏光板を用いているので、見る人の角度依存性が大きく画面が見難いという問題と、カラーフィルタや偏光板など複雑な構造であるから薄型が困難で、しかも高価にならざるをえなかった。
【０００４】
また、従来の光導波路としての二枚のガラス基板間に光散乱モードの液晶を封入したディスプレイ方式（特開平１１−１０９３４９）では、機械的な駆動部を持たず信頼性が高いが、液晶を挟む二枚のガラス基板をコア層だけからなる光導波路としておりクラッド層を有していないので、いわば光導波路のコア層が外部に露出しているために、表面へのゴミや塵などの異物が付着するとそこから導波光の漏光が存在し、画像の品位が悪くなるという問題があった。また、基板として二枚のガラス基板を用いているので硬く、フレキシブルな画面の画像表示部となることは困難で、かつ衝撃に弱いという問題があった。
【０００５】
また、先に本発明者が提案した光導波路に電界反応物質をコア層の一部とし、ここを通る導波光を電界印加またはその変化により散乱させて、外部に出射光を取り出す形のディスプレイ装置（特願２００２−０４６８７６、ＰＣＴ／ＪＰ２００３／００１８６７、国際公開番号  ＷＯ２００３／０７１３４１）においては、電界反応物質として、例えば動的散乱モード液晶を用い、この層を一つのコア層として利用しているので、この外側のクラッド層から外部に出射される光（出射光）は、実験の結果、通常使用している液晶厚みに対する濁りのための２０Ｖ程度の印加電圧（実際は、印加電界）では、動的散乱モード液晶からの光散乱角度があまり大きくないことが判明した。このために液晶による画素からの散乱光の外部への出射光の大部分は、観測者がいる空気の層への屈折角が大きくなって出射し（クラッド層にほぼ平行になるような角度で出射してしまう）、このクラッド層に垂直な成分の光が乏しくなるため正面にいる観測者は、ほとんど出射光を観測できないという問題があった。更に詳述すると、実験によれば、電界反応物質として動的散乱モード液晶を用いた場合、光導波路を導波される光（導波光）が対電極で電界が印加されて濁った動的散乱モード液晶で散乱されるが、その散乱角度が光導波路内の伝搬方向からのずれとして余り大きくないので（弱い電界では１０度程度の角度）、光導波路を構成するクラッド層から観測者がいる空気層に屈折して外部に出射される角度、すなわち屈折角（この場合、出射角となる）が、90度に近い成分（クラッド層に平行に近い成分）が多く、出射角がほぼゼロの成分（クラッド層に垂直な成分）の出射光が少ないために、正面からディスプレイ装置の画面を見るとほとんど画像が観測されないという問題があった。
【０００６】
また、クラッド層の外部に形成した散乱層は、観測者側からの光も散乱するので、コントラストに問題が生じやすいために、無反射コーティングが必要なこと、また、光導波路途中から光を補給するようにすることは複雑な導波路構造になること、さらに、光三原色のそれぞれ独立の光導波路を形成することは、そのパターン化などにコストがかかることなどの問題が生じた。
【０００７】
本発明は、従来の上述の問題を解決するためになされたもので、極めて薄型で、フレキシブルなディスプレイ装置で、輝度が高く、かつ高速応答可能で、消費電力と印加電圧が小さく、チラツキも少なく、更に小型化も大面積化も可能で、特に広視野角であり、しかも安価で、2色またはフルカラー表示のできるカラーディスプレイ装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係わるカラーディスプレイ装置は、本発明者が先に発明したディスプレイ装置（特願２００２−０４６８７６、ＰＣＴ／ＪＰ２００３／００１８６７、国際公開番号  ＷＯ２００３／０７１３４１）、すなわち、電界の印加または電界の変化により形態変化が生じ、導波光を散乱させる電界反応層１０２をコア層の一部とした光導波路１００を用い、電界反応層１０２に電界が印加されるように設けた画素の対電極の電界で電界反応物質２０を形態変化させることにより、そこを通る導波光を散乱させて、光導波路１００の外部に画素として出射させるようにしたディスプレイ装置で、２色以上のカラーディスプレイ装置において、光導波路１００は、シート状であること、光導波路１００にコア層を両側から挟むクラッド層が具備してあること、散乱された導波光が少なくとも一方のクラッド層を透過して外部に出射光として観測されるようにしてあること、光源からの２色以上の光が同一の光導波路１００のコア層に結合するようにしていること、２色以上の光のそれぞれに対応する画像信号に同期して画素の対電極間に電界が生じるようにしてあり、そこでの散乱光に画素の輝度変調ができるようにしたことを特徴とするカラーディスプレイ装置である。
【０００９】
本発明によれば、たとえば、2色以上のカラーディスプレイ装置とした場合に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色光を利用したフルカラーディスプレイでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの光を発光する光源を光導波路１００のコア層に結合しておき、赤色光を表示する時には、赤色光源は点灯しておき、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の光源は点灯しない様にして、赤色光だけでディスプレイ画面の１フレームを走査して、それぞれの画素は赤色の画像信号に応じて輝度変調するようにしておく。赤色光の１フレームが終了したら、次に緑色光を先ほどの赤色光だけの場合と同様にして、緑色光の画像の１フレーム、次に青色光の画像の１フレームを形成するというようにして、三原色光のフルカラーディスプレイを構成するとよい。各画素の散乱光は、各色の１フレームが終了するまで連続して外部に出射し続け、明るい画像が得られるように、この期間に画素の対電極間に電界が印加し続けるような工夫、例えばメモリを利用するなどの工夫をするとよい。
【００１０】
本発明によれば、フルカラーディスプレイの表示部のパネルは、一枚のシート状光導波路、または光源からの光の到達を考慮して分割した方が得である場合には、幾つかに分割したシート状光導波路として極めて薄く製作できるので、フレキシブルな材料で形成すれば、フレキシブルフルカラーディスプレイ装置になるという利点がある。
【００１１】
本発明によれば、フルカラーディスプレイの各画素の光強度（輝度）の調整は、画素の対電極に印加する電圧の大きさの調節により電界反応物質２０の物理的または化学的変化を大きくさせて、導波光の散乱強度を調節するか、または、画素の対電極に印加する電圧がその大きさが一定でも、その印加時間（オン状態）を調節することにより観測者の目に入るその画素からの散乱光量が変化して透過的に明るさが変化して見えるようにしても良い。その場合、単色光、例えば、赤色光源が点灯して、赤色表示の画素が散乱光を出射しているときに、1つのフレームで各画素のオン状態の時間を調節して、画素の明るさを調節しても良い。また、人間の目は応答が遅いので、赤色光源が点灯する数回のフレームの平均値で明るさが決定されるように調節しても良い。
【００１２】
また、光導波路自体がシート状であり、2次元的にシート状光導波路内を導波光が自由に伝搬できる構造であるから、例えば、数箇所の画素に対応する対電極で光が外部に出射光として放射されても、それらの周りから光が補給されると言う利点がある。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係わるカラーディスプレイ装置は、コア層を挟む二層のクラッド層の厚みが異なり、薄い方の厚みのクラッド層側から散乱された導波光が外部に出射光として観測されるようにした場合である。
【００１４】
光導波路のコア層の外側にクラッド層を形成すると、導波光はコア層とクラッド層との界面付近で反射を繰り返しながらコア層を伝搬するが、コア層とクラッド層との屈折率差が小さいので、伝搬を許される光は、伝搬方向に平行に近い光、すなわち、近軸光線に付近のものだけとなりやすい。導波光は、コア層とクラッド層との界面から少しクラッド層に進入してから全反射する。導波光の入射角度や、コア層とクラッド層の屈折率の違いにもよるが、導波光の波長の数倍の距離付近まではクラッド層に侵入すると考えてよい。シミュレーションによると、一方のクラッド層の厚みがこの導波光の波長の数倍程度であれば、画素の対電極付近で散乱された散乱光は、散乱角が小さくとも、この薄いクラッド層を透過して容易に外部に出射することが示された。他方のクラッド層の厚みが波長に比べて極めて厚ければ、この厚いクラッド層に浸み込んだ導波光も反射してコア層に戻り、コア層の中を導波光として伝搬することになる。ここでは、クラッド層の厚みをこの導波光の波長の数倍程度以下にして、この薄い側のクラッド層から出射光として画像が見えるようにした場合である。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係わるカラーディスプレイ装置は、電界反応物質２０を動的散乱モード液晶とした場合である。動的散乱モード液晶の白濁は、電界によるので、１画素として動的散乱モード液晶の対電極を、同一の場所で多段に重ねることにより、それぞれ低い電圧でも導波光の散乱強度を強めることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係わるカラーディスプレイ装置は、光導波路１００を伝搬している光の強度を監視する監視手段を備え、その監視手段の出力を利用して、光源１５０の光強度を制御する光強度制御回路を備えた場合である。
【００１７】
伝搬光を外部に取り出すと、その分、導波光が弱まるので、その分、外部から光を補給する必要がある。本発明では、シート状の光導波路１００を採用してあり、二次元的に自由な導波光の光路となっているので、出射光が多くて光が弱まっているかどうかを光強度の監視手段を設けることにより、伝搬光の強度を計測しておき、その出力を利用して、LEDなどの光源の発光強度を変化させるような制御回路を設けたカラーディスプレイ装置である。
【００１８】
伝搬光強度の監視手段として、光導波路１００のコア層の一部に乱反射部を設けておき、これをフォトダイオードなどの光検出器で検出すればよいし、この出力を増幅して、フルカラーディスプレイ装置では、光三原色（ＲＧＢ）のそれぞれの光源の電源にフィードバックして、例えば、一定の光検出器の出力になるように制御するような光強度制御回路を形成すればよい。このようにして一様でムラがない、例えば、フルカラーのカラーディスプレイ装置が実現する。
【００１９】
また、本発明の請求項５に係わるカラーディスプレイ装置は、光導波路１００への導波光の光源１５０を発光ダイオード（LED）またはレーザダイオード（LD）とした場合である。光源１５０として、蛍光体とすることもできるが、市販のLEDやLDの良品を使用して、カラーディスプレイ装置に組み込むことにより、安価で歩留まりの良く、フレキシブルで薄いTVや電子ペーパなどのカラーディスプレイ装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、光導波路１００には、光が伝搬するコア層をクラッド層で挟んであるので、導波光が近軸光付近だけしか導波光にならないので、電界反応物質20での散乱光の散乱角度が大きくないと、正面の観測者には画像が見え難いという点はあるが、ゴミなどの付着による導波光の漏洩がなくなるという利点がある。
【００２１】
また、本発明によれば、偏光板やカラーフィルタが不必要で、かつ、導波されている光を直接散乱光として外部に出射できるので、導波光の利用率が向上して効率が良いこと、更に薄型にできることから、明るい画像で、シート状の薄型の表示部を有するフレキシブルで安価なディスプレイ装置が提供できる。
【００２２】
また、本発明によれば、2色以上の光源からのそれぞれの導波光は、同一のシート状の光導波路１００に結合しており、それぞれの専用の細分化された光導波路にはなっていないので、特定の画素からの外部への出射光量が多くとも、その画素の周囲から導波光が補給されるので、後続の画素での出射光量への影響が少なくなると言う利点があり、さらに、光量の変化も監視手段により監視して、それぞれの光源の点灯パワー制御を制御回路により行うので、カラーディスプレイ画面に、輝度のバラツキ、すなわちムラがないようにすることができると言う利点がある。
【００２３】
また、本発明によれば、上述のように2色以上の光源からのそれぞれの導波光は、同一のシート状の光導波路１００に結合しており、それぞれの専用の細分化された光導波路にはなっていないことで、時分割による2色以上の光源からの光、例えば、フルカラーでは、光三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの導波光が、同一の一対の画素電極から画素として外部に出射するので、従来の光三原色の発光部分を独立に平面上に配列した形式に対して、分解能が3倍になるという利点がある。
【００２４】
また、本発明によれば、クラッド層の薄い方から外部に主に出射するので、効率が良く、明るい画像が得られると言う利点がある。なお、クラッド層の厚い側で、そのクラッド層の外側に反射膜を形成しておくと、画素からの散乱光がこの反射膜で反射して、薄いクラッド層側から出射光として外部に出るので、明るい画素が得られるという利点がある。
【００２５】
また、本発明によれば、２色以上のそれぞれの光源として、2色もしくは3色の光源を一枚のシート状光導波路１００に直結させて組み込み、しかも、例えば、光源としてのＬＥＤのうち、良品だけを組み込むことができるので、従来の有機ELディスプレイ装置のように極めて多くの画素として、同時に製作されて配列された発光部を有するカラーディスプレイパネルとは異なり、カラーディスプレイ装置の製作歩留まりが本質的に良くなり、安価なカラーディスプレイ装置が提供できるという利点がある。
【００２６】
大型画面にする場合は、２色以上のそれぞれの光源を連続的な一枚のシート状の光導波路１００または、必要に応じて分割したシート状の光導波路１００を有するカラーディスプレイの表示部であるパネルの周囲に沢山配列できるので、その分、明るい画像が得られるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のディスプレイ装置の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。  
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明のディスプレイ装置における三原色光（ＲＧＢ）のそれぞれのＬＥＤを光源１５０として用いた場合のフルカラーディスプレイ装置の表示部５００の概略図である。また、図２には、図１におけるＸ−Ｘ断面にける断面外略図を示している。
【００２９】
動作を詳述すると例えば、次のようである。表示部５００の周囲に配置した光三原色ＲＧＢのそれぞれの光源１５０のうち、先ず、赤色であるＲの光源１５０としての赤色ＬＥＤだけをある強度で点灯しておく。  このとき、赤色ＬＥＤからの発光は、光源光導波路１１０を通るが、ここに形成されている光導波路散乱体１０５で赤色の導波光は散乱されてシート状のコア層１０１Ａ，１０１Ｂを、それらを挟むクラッド層１０３A、１０３Bで全反射しながら通ることになる。なお、コア層１０１Ｂは、動的散乱モード液晶などの電界反応物質２０を含む電界反応層１０２であり、それを挟む対電極としての水平選択用透明電極４０と垂直選択用透明電極３０は、マトリックス状の交点(例えば、３０ｊと４０i)を有し、この交点部が画素３５となるように形成している。赤色の画像信号に対応してi行ｊ列の画素３５ｉｊに対応する交点に当たるような対電極としての水平選択用透明電極４０と垂直選択用透明電極３０に順次信号電圧を印加して、電界反応物質２０としての動的散乱モード液晶の層である電界反応層１０２を濁らして、そこでの赤色散乱光が外部の観測者の目に入るようにさせて、順次操作による赤色光だけの画像の１フレームを表示する。同様にして、赤色であるＲの光源１５０の代わりに緑色であるＧの光源１５０の緑色ＬＥＤで、１フレームを順次画素表示し、次に同様にして青色の光源１５０の青色ＬＥＤで、１フレームを同様に表示する。このように少なくとも３つのフレームでフルカラー表示をさせて、これを１秒間に３０回程度繰り返すことで、人間の目には連続的な動画が見えるようにして表示する。
【００３０】
図２でも示しているように、コア層１０１Ａ，１０１Ｂを挟むクラッド層１０３A、１０３Bは、厚みを異にしており、例えば、クラッド層１０３Bの厚みがクラッド層１０３Aより十分薄くして、導波光の波長と同程度から数倍程度の厚みに設定しておくと、コア層１０１Ｂとクラッド層１０３Bとの界面付近で全反射される導波光は、入射導波光の入射角のちょっとの変化で、非線形的にクラッド層１０３Bを透過するようになるから、画素３５としての対電極間の電界反応層１０２の濁りにより散乱する光の散乱角がそれほど大きくなくとも、クラッド層１０３よりも大きな屈折率に設定してある透明板１０に漏れて行き、表示部の正面に位置する外部の観測者の目に入るようになりやすいという利点がある。
【００３１】
図１および図３に示すように、フルカラーディスプレイ装置の表示部５００において、シート状の光導波路１００の一部にフォトダイオードなどの監視手段１６０を設けて、コア層１０１Ａ、１０１Ｂを伝搬している導波光の強度を検出して、制御回路を通して光源１５０にフィードバックする。このときＬＥＤなどの光源１５０のうちのその時点で点灯しているＲＧＢの三原色の特定の色のＬＥＤに接続するための選択回路を利用して強度変調して、各画素３５の外部への散乱光の出射による導波光の損失を補い、一定の光強度になるように監視手段１６０と制御回路との組み合わせにより調整するようにしている。図３には、このように表示部５００が画像信号に応じた画素の輝度が得られるように調節するための制御回路系を含むブロック図の概略を示す。
【００３２】
図１および図２においては、電界反応物質２０を有する電界反応層１０２としての動的散乱モード液晶の層を二重のコア層１０１A、１０１Bのうちのコア層１０１Bとして利用した場合であるが、このコア層１０１Bの上に更にもう一層のコア層１０１Ｃを設けて、三重のコア層１０１A、１０１B、１０１Ｃとしても、もちろん良い。
【００３３】
二重のコア層１０１A、１０１Bは共に、２０μｍ（マイクロメートル）程度の厚みでよく、その両側のクラッド層（１０３A、１０３B）の厚みのうち、少なくとも観測者が居る側のクラッド層１０３Ｂは、導波光の波長程度から数波長倍程度（例えば、１μｍから５μｍ程度）と薄くする。このようにクラッド層の薄い方から出射光が外部に出やすく、外部の観測者から画像が見えやすい。また、このクラッド層が厚いと、その分、このクラッド層を斜めに通過する距離が長くなり、散乱光が出射する部分の面積が大きくなると共に、導波光を散乱させた対電極部分から遠のくことになり、画像がボケる原因になる。
【００３４】
なお、上述に示した実施例では、液晶ディスプレイ駆動方式として、垂直選択用透明電極３０と水平選択用透明電極４０と用い、その交差する箇所を対選択する電極とする、所謂、単純マトリックス型であったが、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレーによる公知のアクティブマトリックス駆動方式を用いることもできる。
【００３５】
ここには図示しないが、光源光導波路１１０から散乱光として外部に出射されて損失となることを防ぐために、光源光導波路１１０を挟むように光反射膜を設けて、導波路内に戻し、有効に光導波路１００にカップリング光になるようにすると良い。
【００３６】
上記の実施例では、光源光導波路１１０に含まれる光導波路散乱体１０５を利用して、光導波路１００への入射光となるカップリング光を作っていたが、光導波路散乱体１０５を用いずに光源光導波路１１０内に形成した回折格子、光学レンズ系、微小ミラーなどでカップリング光を作ってもよい。
【００３７】
上述の本発明のカラーディスプレイ装置の実施例では、表示部５００のマトリックス状の対電極や対配線（垂直選択線５０と水平選択線６０の両方）、および、これらの駆動回路などは公知の技術であり図示しなかったが、対電極の配線は、光導波路１００外の場所まで延長させて、駆動回路や演算回路、メモリ回路と共に支持基板に形成することにより、公知の技術を用いてディスプレイ装置が提供できる。
【００３８】
上述の本発明のカラーディスプレイ装置の対電極に電圧を印加する場合、実験によれば、必ずしも直流電圧でなくとも、直流電圧に交流電圧を重畳してもよく、更に、商用周波数の５０Ｈｚや６０Ｈｚ、更には３００Ｈｚ程度の交流電圧だけでも良い。
【００３９】
また、上述した実施例は、一実施例であり、本願発明の主旨、作用、効果が同一の各種の変形がありえることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、二色以上の極めて薄型でフレキシブルなカラーディスプレイ装置に関するもので、光三原色のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のＬＥＤなどの単色光として小型で高効率の光源を使用し、しかも光導波路を通して電界反応物質２０としての動的散乱モード液晶などで散乱させて外部の観測者に明るい画像を提供するものである。更に、光導波路のクラッド層の一方を導波光の波長程度またはその数倍程度に薄くし、その薄いクラッド層側から導波散乱光が出射するようにして、観測者は明るい画面をディスプレイ正面でも得られるようにすることができる。また、シート状の光導波路を用いるので、薄型で明るく、フレキシブルな表示部が形成できること、また、多量の外部への出射光による減衰した導波光をシート状の二次元的な光導波路を通してその周囲からその色の光を補充できるようにしているので、ムラの少ない、小型化はもちろんのこと、大画面で明るい表示部を持つ動画のディスプレイ装置、すなわち、極めて薄型のテレビジョンや動画の電子ペーパなどが提供できる。    
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のカラーディスプレイ装置における三原色光（ＲＧＢ）のそれぞれのＬＥＤを光源１５０として用いた場合のフルカラーディスプレイ装置の表示部５００の平面概略図である。（実施例１）
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面にける断面外略図を示している。（実施例１）
【図３】本発明のカラーディスプレイ装置の表示部５００が画像信号に応じた画素の輝度が得られるように調節するための制御回路系を含むブロック図の概略を示す。（実施例１）
【符号の説明】
【００４２】
１０  透明板
２０  電界反応物質
３０  垂直選択用透明電極
３５  画素
４０  水平選択用透明電極
１００  光導波路
１０２  電界反応層
１０１Ａ、１０１Ｂ  コア層
１０３A、１０３B  クラッド層
１０５  光導波路散乱体
１１０  光源光導波路
１５０  光源
１６０  監視手段
５００  表示部
【図１】
2007328225.tif 000003
【図２】
2007328225.tif 000004
【図３】
2007328225.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月12日(2006.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図２でも示しているように、コア層１０１Ａ，１０１Ｂを挟むクラッド層１０３A、１０３Bは、厚みを異にしており、例えば、クラッド層１０３Bの厚みがクラッド層１０３Aより十分薄くして、導波光の波長と同程度から数倍程度の厚みに設定しておくと、コア層１０１Ｂとクラッド層１０３Bとの界面付近で全反射される導波光は、入射導波光の入射角の少しの変化で、非線形的にクラッド層１０３Bを透過するようになるから、画素３５としての対電極間の電界反応層１０２の濁りにより散乱する光の散乱角がそれほど大きくなくとも、クラッド層１０３よりも大きな屈折率に設定してある透明板１０に漏れて行き、表示部の正面に位置する外部の観測者の目に入るようになりやすいという利点がある。なお、このとき、クラッド層１０３は、これよりも屈折率の大きい透明板１０に薄膜状に形成しておき、更に、その上に対電極となる水平選択用透明電極４０を形成しておき、別に用意した垂直選択用透明電極３０を形成してあるコア層１０１Ａとの間に、電界反応層１０２を挟むように構成すると良い。
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月12日(2006.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、従来のバックライト型の液晶ディスプレイ装置では、液晶をシャッタとして利用しているので、シャッタとして開く液晶の画素が例えば１箇所であっても、常に導波光がバックライトとしての散乱体表面から表示部全面を一様に照射する構造であり、導波光の全光量が分散されてしまい、その分、液晶シャッタを開けた画素の部分に照射されている分の光だけ外部に出射することになるからに輝度の小さい画素とならざるを得なかった。これに対して本発明のカラーディスプレイ装置では、光導波路自体がシート状であり、導波光が2次元的なシート状光導波路内に閉じ込められて自由に伝搬できる構造で、しかも外部には出射しない構造あること、また、シート状光導波路の端面を反射面として再度シート状光導波路内に戻るようにして外部には出射しない構造にもできること、更に対電極の画素として利用する箇所でのみ光を散乱させて外部に出射光として取り出す構造であることから、ＬＥＤなどの光源の消費電力を小さくできるという利点がある。また、このように端面反射などで2次元的なシート状光導波路を縦横無尽に伝搬する導波光が存在するようにできるので、例えば、数箇所の対電極での画素で同時に光が外部に出射光として放射されても、それらの周りから光が補給される構造であるから明るいが画素が得られるという利点がある。