專(zhuān)利名稱(chēng)：彩色顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯示器件。
近來(lái)，彩色液晶顯示器件用于OA(辦公室自動(dòng)化)設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、和諸如電視之類(lèi)的家用電器的顯示器。作為這種類(lèi)型的彩色液晶顯示器件，眾所周知的有一種TFT系統(tǒng)的彩色液晶顯示器件。TFT系統(tǒng)的彩色液晶顯示器件包括對(duì)應(yīng)于三原色的帶有薄膜晶體管(TFT)的彩色濾光片，和具有白色光源的背照明。在這種顯示裝置中，通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路使對(duì)應(yīng)于相應(yīng)彩色濾光片的液晶開(kāi)啟，光透過(guò)開(kāi)啟的液晶，從而獲得基于紅、綠、和藍(lán)的組合的鑲嵌的彩色混合物。
上述的TFT系統(tǒng)的彩色液晶顯示器件可以獲得一個(gè)清晰的全彩色圖象。但在另一方面，對(duì)于相應(yīng)的象素，需要紅、綠、和藍(lán)的小型彩色濾光片。但彩色濾光片在彩色液晶顯示器件中是昂貴的元件。
近來(lái)，在上述情況下，建議使用一種無(wú)彩色濾光片的彩色液晶顯示器件，其中，在不使用彩色濾光片和薄膜晶體管的條件下將三原色背照明與一個(gè)單色液晶單元組合起來(lái)(例如，參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)出版物NO.6-138459)。在此顯示器件中，依次周期性地產(chǎn)生三原色光源的脈沖熒光，并且在通過(guò)這樣的脈沖熒光提供彩色光的時(shí)刻相同的時(shí)刻使液晶開(kāi)啟。
還有，在一種公知的顯示裝置中，依次疊置三個(gè)光波導(dǎo)裝置，并在每一個(gè)光波導(dǎo)裝置中設(shè)置三原色光源之一，從而通過(guò)相應(yīng)開(kāi)關(guān)的通、斷操作可控制每個(gè)光源的彩色分布。
然而，在上述的無(wú)濾光片彩色液晶顯示器件或電裝飾符號(hào)板中，雖然至今提出了許多建議，且這些建議集中在液晶單元的控制上，但對(duì)于背照明卻沒(méi)有那么多實(shí)際可行的建議。例如，這種類(lèi)型的背照明具有三個(gè)光源。因此，它的微型化是困難的。另一方面，彩色濾光片設(shè)在光源一側(cè)，因而可獲得具有高色度的純彩色。但這產(chǎn)生了與所用部件數(shù)目增加有關(guān)的特殊問(wèn)題，其結(jié)果是光利用效率變差。至今，還沒(méi)有任何解決這個(gè)特殊問(wèn)題的實(shí)際可行的辦法。
針對(duì)上述常規(guī)技術(shù)的問(wèn)題提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種能解決無(wú)彩色濾光片的彩色顯示器件的具體問(wèn)題的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供一種彩色顯示器件，它裝配有面對(duì)液晶單元的單獨(dú)的光波導(dǎo)裝置，和分別獨(dú)立地呈現(xiàn)三原色的第一、第二、和第三光源。第一和第二光源設(shè)在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)表面?zhèn)?。第三光源設(shè)在另一個(gè)端表面?zhèn)取?br> 按照這種結(jié)構(gòu)，由于光波導(dǎo)裝置的數(shù)目只有一個(gè)，所以這種結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化和微型化。還有，由于在呈現(xiàn)三原色的三個(gè)光源中，分別呈現(xiàn)兩種主色的第一和第二光源設(shè)在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)端表面?zhèn)龋⑶页尸F(xiàn)剩下的一種主色的第三光源設(shè)在光波導(dǎo)裝置的另一個(gè)端面上，所以從一個(gè)光源進(jìn)入光波導(dǎo)板的光受到另一個(gè)光源阻擋的幾率減小了。這減少了光損失，并且增加了輸出光量。
可以在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)端表面和另一個(gè)端表面上設(shè)置反射裝置，用于把光從光源引向光波導(dǎo)裝置。
按照這一結(jié)構(gòu)，通過(guò)反射裝置可有效地把來(lái)自光源的光會(huì)聚到光波導(dǎo)板的一個(gè)端面和另一個(gè)端面。因此，增加了光波導(dǎo)裝置的亮度。
可以使光源與驅(qū)動(dòng)液晶單元的液晶的驅(qū)動(dòng)時(shí)間同步地產(chǎn)生它們的脈沖熒光。
按照這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)依次周期性地產(chǎn)生主色光源的脈沖熒光，并且在與產(chǎn)生這種脈沖熒光的時(shí)刻相同的時(shí)刻開(kāi)啟液晶，可獲得基于紅、綠、和藍(lán)色的組合的剩余顏色混合。
可以在光波導(dǎo)裝置面對(duì)液晶單元的一個(gè)表面上設(shè)置漫射裝置，可在光波導(dǎo)裝置的另一個(gè)表面上提供漫射盤(pán)，并且可提供覆蓋光波導(dǎo)裝置另一個(gè)表面的反射部件。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于提供了漫射裝置、漫射盤(pán)、和反射部件，使已進(jìn)入光波導(dǎo)裝置的光可借助于漫射過(guò)程向液晶單元前進(jìn)。因而，看不見(jiàn)光源和漫射盤(pán)，其結(jié)果是可使亮度均勻。
可以使用一個(gè)漫射板來(lái)構(gòu)成漫射裝置。
按照這一結(jié)構(gòu)，可借助于一個(gè)可自由拆卸的板狀部件來(lái)構(gòu)造漫射裝置。因此，在顯影時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)漫射裝置的操作變得容易完成。這導(dǎo)致顯影成本的降低，因而這變成可使制造成本降低的一個(gè)因素。
第一光源可由一透明彩色顯影管構(gòu)成，并且和第二光源相比，可定位在光波導(dǎo)裝置附近。
按照這一結(jié)構(gòu)，來(lái)自第二光源的光的全部或其一部分穿過(guò)第一光源進(jìn)入光波導(dǎo)裝置。在這時(shí)，由于第一光源是一透明的彩色顯影管，并且在未被點(diǎn)亮的條件下是透明的，所以來(lái)自第二光源的光可充分穿過(guò)第一光源并進(jìn)入光波導(dǎo)裝置。出于這種理由，把由于存在光源的結(jié)果引起的來(lái)自第二光源的光損失抑制到很小，結(jié)果使光發(fā)射量增加。
透明的彩色顯影管可由其內(nèi)部密封有氖氣的一個(gè)透明的玻璃管構(gòu)成。
按此結(jié)構(gòu)，透明的彩色顯影管在未點(diǎn)亮?xí)r是透明的，在點(diǎn)亮?xí)r為紅色，因此能和其它光源一道構(gòu)成三原色。
可以使用呈藍(lán)色的冷陰極管構(gòu)成第二光源。
按此結(jié)構(gòu)，發(fā)射藍(lán)色光的第二光源距光波導(dǎo)裝置比第一光源更遠(yuǎn)些。因而，藍(lán)色(第二光源)的白色平衡亮度大于距光波導(dǎo)裝置更近的紅色和綠色(第一和第三光源)中的每一個(gè)的白色平衡亮度。因而，三原色光的發(fā)射落入所謂的“白色區(qū)”。
漫射盤(pán)可以包括著色成光源之一的互補(bǔ)色的互補(bǔ)色點(diǎn)。
按照這一結(jié)構(gòu)，即使在因?yàn)橄鄳?yīng)光源的入射條件之間有差別而產(chǎn)生不均勻平面熒光的情況下，由于強(qiáng)的顏色被互補(bǔ)色點(diǎn)吸收，并且被轉(zhuǎn)換成弱的顏色，所以抑制了顏色不均勻性的發(fā)生。為此，使亮度更加均勻。
互補(bǔ)色點(diǎn)的位置可以對(duì)應(yīng)于在它從光源之一接收光時(shí)其顏色變亮的反射部分。
按照這種結(jié)構(gòu)，在只有例如藍(lán)色光源點(diǎn)亮、并且在漫射板的藍(lán)色中或多或少發(fā)生明和暗相間的情況下，在對(duì)應(yīng)于光反射部件的位置形成一個(gè)互補(bǔ)色點(diǎn)，該互補(bǔ)色點(diǎn)的顏色是黃色，而黃色是藍(lán)色的互補(bǔ)色。由于藍(lán)色被互補(bǔ)色點(diǎn)吸收，所以漫射板具有均勻的藍(lán)色，從而使亮度變得均勻。利用紫色作為綠色的互補(bǔ)色，并且利用淺藍(lán)色作為紅色的互補(bǔ)色。


圖1是說(shuō)明用于按本發(fā)明第一實(shí)施例的一個(gè)彩色液晶顯示器件的背照明的一個(gè)剖面圖；圖2是說(shuō)明圖1的背照明的分解的透視圖；以及圖3表示在按本發(fā)明的第二實(shí)施例在光波導(dǎo)裝置的表面上形成的一個(gè)圖案。
現(xiàn)在，說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。要注意，附圖中標(biāo)號(hào)G代表綠色，B代表藍(lán)色，R代表紅色。
如圖1所示，用于按照本發(fā)明第一實(shí)例的彩色液晶顯示器件的背照明包括形成液晶板的一個(gè)象素的液晶單元1、背照明2、高速液晶驅(qū)動(dòng)電路3、和反相器4、5、6。
液晶1包括兩個(gè)玻璃基片7、液晶8(STN)、和透明的導(dǎo)電膜(ITO膜)9。在玻璃基片7之間密封液晶8。透明導(dǎo)電膜(ITO膜)9每一個(gè)都按矩陣形式設(shè)在玻璃基片7和液晶8之間。通過(guò)透明的導(dǎo)電膜(ITO膜)9使液晶8“通”或“斷”。液晶單元1用于單色，所以不需要使用彩色濾光片和薄膜晶體管，因此它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
液晶單元1的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)9連接到高速液晶驅(qū)動(dòng)電路3。高速液晶驅(qū)動(dòng)電路3有3個(gè)對(duì)應(yīng)于三原色(紅、綠、和藍(lán))的終端。紅色光原12的終端通過(guò)控制電路19連接到反相器6。藍(lán)色光源11和綠色光源10的終端分別連接到反相器4和5?？刂齐娐?9控制紅色光源12的溫度特性。反相器4、5、6的輸出端連接到在背照明2的相應(yīng)光源10、11、和12的一側(cè)的端部，它們的另一側(cè)的端部接地。
背照明2包括用作光波導(dǎo)裝置的單個(gè)光波導(dǎo)板13，用作反射裝置的反光鏡14、18，分別提供具有三原色的光的3個(gè)光源10、11、12，用作漫射裝置的漫射板15，漫射盤(pán)(光點(diǎn)圖案)16，和用作反射件的反射板17。
作為光波導(dǎo)板13，使用其六個(gè)面光滑并且透明的模注部件，或者透明的樹(shù)脂板。適用的透明樹(shù)脂是丙烯、聚酯、乙烯、氯化物等樹(shù)脂。光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面(光入射表面)13a和另一個(gè)端表面光(入射表面)13b中的每個(gè)端表面的截面面積(光波導(dǎo)板13的厚度)對(duì)于從光源10、11、和12有效引入光是一個(gè)重要因素。較大數(shù)量的光被引入光波導(dǎo)板13。然而，當(dāng)光波導(dǎo)板13過(guò)厚時(shí)，它占據(jù)了較大的空間。這不利于重量減小、尺寸減小，并導(dǎo)致光損耗。在該實(shí)施例的背照明2僅需使用單個(gè)的光波導(dǎo)板13，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且有利于背照明2的尺寸減小和厚度減小，并因而有利于成本下降，這是因?yàn)樗玫牟考?如反射件、光波導(dǎo)板等)的數(shù)目少的緣故。
反光鏡14固定到光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a上。反光鏡14有一個(gè)向光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a開(kāi)通的弧形結(jié)構(gòu)部分。在由反光鏡14確定的空間內(nèi)部形成一個(gè)高反射率的銀表面鏡。銀表面鏡把光從光源11和12高效率地引入光波導(dǎo)板13，不會(huì)把光泄漏到它的外部。
反光鏡18固定到光波導(dǎo)板13的另一個(gè)端表面13b。反光鏡18有一個(gè)向光波導(dǎo)板13的另一端表面13b開(kāi)通的弧形結(jié)構(gòu)部分。在由反光鏡18確定的空間內(nèi)部，形成一個(gè)具有高效率的銀表面鏡。該銀表面鏡高效率地把光從光源10引入光波導(dǎo)板13，并且不會(huì)把光泄漏到它的外面。
光源10是一個(gè)冷陰極管，它能提供綠色的光。光源11是一個(gè)冷陰極管，它能提供藍(lán)色的光。通過(guò)涂在冷陰極管內(nèi)表面的磷光體本身的熒光，表現(xiàn)出來(lái)自光源10和11的純綠色光和純藍(lán)色光，這就不要求必須使用彩色濾光片。
使用一個(gè)透明的彩色顯影管(所謂氖管)作為光源12，該彩色顯影管通過(guò)在透明的玻璃管內(nèi)密封氖(Ne)氣制成，并提供紅色光。氖管易于制作，可把它的直徑作成和冷陰極管直徑大致相同，并且能很容易地放入反光鏡14中。光源10、11、和12按照脈沖周期連續(xù)點(diǎn)亮，每個(gè)脈沖周期都與驅(qū)動(dòng)液晶的時(shí)刻同步，因此不要求使用彩色片或類(lèi)似物。
光源12面對(duì)光引導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a。光源11的設(shè)置方式，應(yīng)使光源11和光源12一起設(shè)置在光波導(dǎo)板13的相對(duì)側(cè)。光源10面對(duì)光波導(dǎo)板13的另一個(gè)端表面13b。反光鏡14覆蓋光源11和12的周?chē)?，反光鏡18覆蓋光源10的周?chē)?br> 通過(guò)反相器4、5、和6調(diào)節(jié)三原色(紅、綠、和藍(lán))的亮度(借助于觀察實(shí)驗(yàn)，通過(guò)確定人眼感受到的三原色的相應(yīng)亮度的比例而獲得的值)，使其比例為1.5∶3.5∶1。綠色光源10的亮度在調(diào)節(jié)時(shí)最迫切需要的，所使從三原色獲得的白色位于CIE(Commission Internationalde Leclairage-國(guó)際照明委員會(huì))采用的所謂“白色區(qū)”的中央部分，因此它的設(shè)置位置最靠近光波導(dǎo)板13b一側(cè)。
漫射盤(pán)16設(shè)在光波導(dǎo)板1的后表面(光波導(dǎo)板13一側(cè)上的該表面和液晶單元1面對(duì)的一側(cè)相對(duì))。漫射盤(pán)16由諸如點(diǎn)或線、棱形之類(lèi)的打印圖案、雕刻圖案組成。來(lái)自光源10、11、和12的光通過(guò)漫射盤(pán)16被散射。在打印圖案情況下，按點(diǎn)的形式打印一種油墨，該油墨是通過(guò)把高折射率的一種填充物混合進(jìn)一種有機(jī)樹(shù)脂中而制備出來(lái)的。漫射盤(pán)16距光源10、11、和12越遠(yuǎn)(漫射盤(pán)16越靠近中央位置)，其表面密度增加的越多。這有利于亮度均勻。
按原理，漫射盤(pán)16為白色。在點(diǎn)亮所有光源10、11、和12的情況下，按理論上應(yīng)呈現(xiàn)“白色”。但在實(shí)際上，例如當(dāng)來(lái)自藍(lán)色光源11的光具有高亮度時(shí)，整個(gè)變?yōu)椤皽\藍(lán)色”的。在這種情況下，部分白色漫射盤(pán)16的顏色變?yōu)椤包S色”，它是藍(lán)色的互補(bǔ)色。在漫射盤(pán)16的整個(gè)區(qū)域以一個(gè)合適的百分?jǐn)?shù)完成“黃色”的著色。結(jié)果使“藍(lán)色”削弱，其結(jié)果是，在不調(diào)節(jié)反相器4、5、和6的條件下就可抑制彩色不均勻性的發(fā)生。另一方面，在漫射盤(pán)16部分地變?yōu)椤皽\藍(lán)色”的情況下，以一個(gè)適當(dāng)?shù)陌俜謹(jǐn)?shù)，并在對(duì)應(yīng)這個(gè)“部分的”淺藍(lán)色部分的一個(gè)范圍內(nèi)，使白色漫射盤(pán)16著色成“黃色”(它是藍(lán)色的互補(bǔ)色)。其結(jié)果是，藍(lán)色削弱了，并且抑制了彩色不均勻性的發(fā)生。
漫射板15具有梨樹(shù)狀的不規(guī)則性，并且在這里散射并通過(guò)已穿過(guò)光波導(dǎo)板13的光。
反射板17由一薄膜構(gòu)成，該膜由合成樹(shù)脂制造(如PET)。反射板17的光譜反射率約為95％。要注意，該反射板可與包含背照明2在內(nèi)的圖1中沒(méi)有表示出來(lái)的一個(gè)外殼整體式地制作出來(lái)。當(dāng)整體式形成反射板時(shí)，雖然光譜反射率略有下降，但成本降低了。按照申請(qǐng)人的理解，在整體式形成反射板的情況下，如果光譜反射率為70％或者70％以上，則按照性能來(lái)說(shuō)不會(huì)產(chǎn)生不便之處。
下面，說(shuō)明該彩色液晶顯示器件的功能。
從高速液晶驅(qū)動(dòng)電路3輸出與驅(qū)動(dòng)液晶的時(shí)刻同步的脈沖波形。對(duì)于紅色光源12的脈沖波形進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其占空比為1/3。這是為了防止紅色形式與其它顏色同時(shí)點(diǎn)亮并發(fā)生混合。就綠色光源10和藍(lán)色光源11而論，按以下方式引起脈沖產(chǎn)生它們的兩個(gè)1/3周期是依次從紅色光源12的1/3周期平移出來(lái)的。這里，占空比意味著是基于每個(gè)脈沖的一個(gè)周期的作用時(shí)間長(zhǎng)度(即，脈沖保持上升的時(shí)間長(zhǎng)度)的比例。
反相器4、5、和6由這些脈沖波形驅(qū)動(dòng)，這些脈沖波形加到相應(yīng)的光源10、11、和12。但如果由于光源10、11、和12的相應(yīng)的冷陰極管按照綠、藍(lán)、和紅色熒光的效率在提供的光量方面彼此有所不同而使脈沖高度彼此有所不同，相應(yīng)的光源10、11、和12也能被相同的脈沖波形點(diǎn)亮。
光源11和12提供的彩色光從光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a或直接進(jìn)入這個(gè)光波導(dǎo)板內(nèi)，或者借助于反光鏡14反射進(jìn)入板13內(nèi)。光源10提供的彩色光從光波導(dǎo)板13的另一個(gè)表面13b或者直接進(jìn)入這個(gè)板13，或者通過(guò)反射鏡18的反射進(jìn)入這個(gè)板13中。已經(jīng)進(jìn)入光波導(dǎo)板13的光入射到光波導(dǎo)板13的內(nèi)表面上，并且反復(fù)地完全反射出去。這些光的一部分入射到位于反向表面上的光點(diǎn)圖案16上，并且朝向液晶單元1散射出去。已經(jīng)入射到光點(diǎn)圖案16上的部分光在光波導(dǎo)板13內(nèi)部反射，然后入射在反射板17上，并且被引導(dǎo)到液晶單元1一側(cè)。
從光波導(dǎo)板13進(jìn)入液晶單元1的光穿過(guò)漫射板15。穿過(guò)漫射板15的光由于其表面的微小的不規(guī)則性和梨樹(shù)狀結(jié)構(gòu)而變?yōu)樯⑸涔饩€。為此，不能直接看見(jiàn)光源10、11、和12本身以及光點(diǎn)圖案16的狀態(tài)，其結(jié)果是，獲得了整個(gè)表面的亮度均勻的效果。
雖然如以前所述，在背照明2中的光源10、11、和12正在以高速依次產(chǎn)生它們的脈沖熒光，但液晶單元1中的液晶8的開(kāi)啟時(shí)間與在高速液晶驅(qū)動(dòng)電路3的控制下產(chǎn)生彩色熒光的時(shí)間相同。對(duì)應(yīng)于液晶8開(kāi)啟的時(shí)間的彩色光穿過(guò)液晶單元1，并且顯示這種顏色。通過(guò)在和另一種顏色的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)刻開(kāi)啟液晶8，就可完成一種顏色與另一種顏色的混合。例如，在對(duì)應(yīng)于紅色光源12和綠色光源10的兩個(gè)時(shí)刻開(kāi)啟液晶8，則顯示黃色，黃色是紅色和綠色的混合顏色。還有，通過(guò)在保持液晶8開(kāi)啟時(shí)混合紅、綠、和藍(lán)色這三種顏色，可顯示白色。這是一種剩余圖象的顏色混合，其產(chǎn)生的原因是，對(duì)應(yīng)于光源10、11、和12的脈沖的上升時(shí)間長(zhǎng)度充分短于人眼的剩余圖象時(shí)間長(zhǎng)度。應(yīng)該注意的是，通過(guò)調(diào)節(jié)反相器4、5、和6的輸出電流來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)的光源10、11、和12中的光量(亮度)比，從而可完成對(duì)于白色的調(diào)節(jié)。
由于本實(shí)施例的彩色顯示器件不使用彩色濾光片，所以和使用彩色濾光片的常規(guī)彩色液晶顯示器件相比，該液晶單元易于制作。還有，對(duì)于背照明2來(lái)說(shuō)，雖然TFT型(薄膜晶體管型)只需要使用單個(gè)白色光源，但本實(shí)施例要求使用三個(gè)光源10、11、和12。因此，從使裝置微型化和超薄形的觀點(diǎn)出發(fā)，該實(shí)施例本來(lái)是不利的。然而，如上邊所述，光波導(dǎo)板13的數(shù)量?jī)H有一個(gè)，并且其結(jié)構(gòu)是屬于把光源10、11、和12裝在反射鏡14內(nèi)的類(lèi)型。因而，背照明2的微型化和超薄形化是可能的。還有，出于相同的理由，由于所用部件的數(shù)目減小，所以可實(shí)現(xiàn)成本降低。
此外，雖然在該實(shí)施例中，加到對(duì)應(yīng)的光源10、11、和12上的脈沖的占空比被設(shè)定到最大值1/3，但按照與液晶單元1的關(guān)系，還可以把占空比設(shè)定到小于1/3的值。還有，反光鏡14和18每一個(gè)都是一個(gè)反射元件，是通過(guò)把白色材料混合進(jìn)入一種合成樹(shù)脂(如，PET)中制造出來(lái)的。
還有，在光源10、11、和12中，其中的兩個(gè)光源11和12設(shè)置在光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a的對(duì)面，其余的一個(gè)光源10設(shè)在光波導(dǎo)板13的另一個(gè)端表面13b的對(duì)面。出于這種理由，在光進(jìn)入光波導(dǎo)板13中時(shí)該光受到另一光源阻礙的幾率減小了，其結(jié)果是，光的損失減小到這個(gè)程度。因此，光發(fā)射的數(shù)量增加了。
下面說(shuō)明有關(guān)光發(fā)射量增加的模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件如下。每個(gè)光源10、11、和12的直徑是2mm；光波導(dǎo)板13的厚度是5mm；光源10、12的中心和一個(gè)端表面13a及另一個(gè)表面13b之間的距離是1mm；光源11和12的中心至中心的距離是4mm；以及，反光鏡14和光源11的中心至中心的距離是2.5mm。還有，使用一個(gè)不透明的管作為光源12。模擬的結(jié)果表明，假定從光源12入射到光波導(dǎo)板13上的入射效率是100％，則從光源11入射到光波導(dǎo)板13上的入射效率變?yōu)?9％，和從光源12入射的效率相比沒(méi)有低得太多。其原因在于，盡管來(lái)自光源11的光受到光源12的阻擋，但反光鏡的位置靠近這個(gè)光源11。另一方面，光源10的位置接近光波導(dǎo)板13的另一端表面13b和反光鏡18。出于這一理由，從光源10入射到光波導(dǎo)板13上的效率變?yōu)?96％，因此，光源10的光亮度約為光源12的光亮度的2倍。
下面說(shuō)明的模擬實(shí)驗(yàn)是關(guān)于在使用其中密封有氖氣的透明玻璃管作為光源12時(shí)的光發(fā)射量。諸如光源10、11、和12的直徑、光波導(dǎo)板13的厚度、以及反光鏡14、18和光源10、11之間的相對(duì)設(shè)置關(guān)系之類(lèi)的實(shí)驗(yàn)條件都和上述的前一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件相同。這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，雖然從光源12入射到光波導(dǎo)板13的效率在使用冷陰極管作為光源12的前一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)中是100％，但在使用其中密封有氖氣的透明玻璃管的這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)中這個(gè)效率變?yōu)?61％，呈現(xiàn)明顯的增加。其理由是，在光源12點(diǎn)亮的時(shí)刻，光源12本身吸收的光量的百分?jǐn)?shù)減小了。從光源11入射到光波導(dǎo)板13的效率是89％，這表明和使用冷陰極管的前一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)相比有10％的增加。其原因是，保持點(diǎn)亮的透明玻璃管的透明度比冷陰極管更優(yōu)秀，因此受光源12的影響較小。從光源10入射到光波導(dǎo)板13的另一個(gè)端部13b上的效率呈現(xiàn)一個(gè)很高的數(shù)值196％，像前一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的情況一樣。
這就是說(shuō)，由于紅色光源12在沒(méi)有點(diǎn)亮?xí)r保持透明，它不妨礙光通過(guò)。因此，在點(diǎn)亮?xí)r，紅色光源12發(fā)出紅色光，從而和其它兩種光源10和11一起構(gòu)成了三原色。而在紅色光源非點(diǎn)亮?xí)r，它不會(huì)妨礙光從光源11入射到光波導(dǎo)板13上。
藍(lán)色光源11的設(shè)置位置遠(yuǎn)離光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a。但藍(lán)光源11的位置靠近反光鏡14，因此具有高的反射亮度。此外，藍(lán)色光源11和其它的紅色光源11和綠色光源10相比，具有高的白色平衡亮度。出于這個(gè)理由，三原色光的發(fā)射將產(chǎn)生一個(gè)所謂的“白色區(qū)”，這是極好的。
下面，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
在第二實(shí)施例中，提供漫射盤(pán)20代替第一實(shí)施例的漫射盤(pán)16，第二實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)均與第一實(shí)施例相同。因此，用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記除漫射盤(pán)20以外的它的其它結(jié)構(gòu)，并且省去了有關(guān)的說(shuō)明。
漫射盤(pán)20印制在光波導(dǎo)板13的反向表面上(該表面在與液晶單元1一側(cè)相對(duì)的那一側(cè)上)。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)混合具有高折射率的填充物進(jìn)入有機(jī)樹(shù)脂來(lái)制備油墨，并以點(diǎn)的形式把油墨印制出來(lái)。作為這樣作的結(jié)果，可通過(guò)漫射盤(pán)20來(lái)散射來(lái)自光源10、11、和12的光。
如圖3所示，漫射盤(pán)20由第一、第二、第三互補(bǔ)色點(diǎn)20a、20b、和20c組成；第一互補(bǔ)色點(diǎn)20a著色成紫色(即，藍(lán)色和紅色的混合色)，它是綠色的互補(bǔ)色；第二互補(bǔ)色點(diǎn)20b著色成黃色，它是藍(lán)色的互補(bǔ)色；第三互補(bǔ)色點(diǎn)20c著色成淺藍(lán)綠(即，藍(lán)色和綠色的混合色)，它是紅色的互補(bǔ)色。顏色的明和暗的不均勻性強(qiáng)度及其發(fā)生位置都對(duì)應(yīng)于光源10、11、和12的設(shè)置位置。出于這種理由，要確定第一、第二、和第三互補(bǔ)色點(diǎn)20a、20b、和20c的對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)圖案，以使在不存在漫射盤(pán)20的情況下，在確定哪一種顏色中發(fā)生了明和暗的不均勻性時(shí)，能根據(jù)這樣確定的結(jié)果極好地抑制明和暗的不均勻性的發(fā)生。
從光波導(dǎo)板13進(jìn)入液晶單元1的光穿過(guò)漫射板15。穿過(guò)漫射板15的光由于其表面的微小不規(guī)則性和梨樹(shù)皮狀結(jié)構(gòu)的作用而變?yōu)樯⑸涔饩€，其結(jié)果是不能直接看見(jiàn)光源10、11、和12本身以及漫射盤(pán)20的圖案，因此它的表面作為一個(gè)整體均勻發(fā)光。這時(shí)，由于漫射盤(pán)20具有預(yù)先得到的適合的顏色，即把具有合適的光點(diǎn)圖案的第一、第二、和第三色點(diǎn)20a、20b、和20c加到光波導(dǎo)板13的反向表面上，從而在漫射板15上不可能發(fā)生任何顏色不均勻性，所以獲得了均勻的亮度。
光波導(dǎo)裝置不限于以上實(shí)施例的光波導(dǎo)板13。光波導(dǎo)裝置可以作成中空的，并且包括一個(gè)反射層，該反射層通過(guò)淀積鋁形成，并且設(shè)在和液晶單元1一側(cè)相對(duì)的一側(cè)的表面上，以及液晶單元1一側(cè)的一個(gè)棱形表面上。另外，每個(gè)反光鏡14和18的結(jié)構(gòu)不限于向光波導(dǎo)板13的一個(gè)端表面13a和另一個(gè)端表面13b中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)端表面開(kāi)通的彎曲結(jié)構(gòu)部分，而可以是從其上部、下部夾緊光源10、11、或12的一種結(jié)構(gòu)。在這種情況下，在和光源10、11、和12相對(duì)的表面上形成具有高反射率的銀反光鏡表面足矣！此外，反光鏡14和18可以是粘結(jié)到光源10、11、和12的周邊表面上的高反射率的銀反光鏡表面。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯示器件，包括面對(duì)液晶單元的單獨(dú)的光波導(dǎo)裝置；以及第一、第二、和第三光源，它們分別獨(dú)立地展現(xiàn)三原色，第一和第二光源設(shè)置在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)端表面?zhèn)?，第三光源設(shè)置在它的另一個(gè)端表面?zhèn)取?br> 2.按照權(quán)利要求1的彩色顯示器件，進(jìn)一步還包括設(shè)在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)端表面?zhèn)壬弦约傲硪粋€(gè)端表面?zhèn)壬系姆瓷溲b置，該反射裝置把光從光源引導(dǎo)向光波導(dǎo)裝置。
3.按照權(quán)利要求1的彩色顯示器件，其中光源使它們的脈沖熒光與驅(qū)動(dòng)液晶單元的液晶的時(shí)刻同步。
4.按照權(quán)利要求1的彩色顯示器件，進(jìn)一步還包括漫射裝置，它設(shè)在光波導(dǎo)裝置的一個(gè)表面上，所說(shuō)的一個(gè)表面面對(duì)液晶單元；設(shè)在光引導(dǎo)裝置的另一個(gè)表面的漫射盤(pán)；以及復(fù)蓋光波導(dǎo)裝置的另一個(gè)表面的反射部件。
5.按照權(quán)利要求4的彩色顯示器件，其中漫射裝置是一個(gè)漫射板。
6.按照權(quán)利要求1的彩色顯示器件，其中第一光源包括一個(gè)透明的彩色顯影管，第一光源比第二光源更加靠近光波導(dǎo)裝置。
7.按照權(quán)利要求6的彩色顯示器件，其中透明的彩色顯影管是其中密封有氖氣的一個(gè)透明的玻璃管。
8.按照權(quán)利要求6的彩色顯示器件，其中第二光源是呈現(xiàn)藍(lán)色的冷陰極管。
9.按照權(quán)利要求4的彩色顯示器件，其中漫射盤(pán)包括對(duì)應(yīng)于光源之一的互補(bǔ)色。
10.按照權(quán)利要求9的彩色顯示器件，其中互補(bǔ)色點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)于使所說(shuō)光源之一的顏色發(fā)亮的反射部分。
全文摘要
一種彩色顯示器件,具有一個(gè)單獨(dú)的光波導(dǎo)板,和分別獨(dú)立地展現(xiàn)三原色和第一、第二、和第三光源。在光波導(dǎo)板的一個(gè)端表面設(shè)置展示三原色中的兩種不同顏色的第一和第二光源。在光引導(dǎo)板的另一個(gè)端表面?zhèn)仍O(shè)置展現(xiàn)剩下一個(gè)主色的第三光源。由于光波導(dǎo)裝置的數(shù)目只需一個(gè),可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和微型化。因此,使從一個(gè)光源進(jìn)入光波導(dǎo)裝置的光受到另一光源的阻礙的幾率減小了。因而,光損失減小,光發(fā)射量增加。
文檔編號(hào)G09G3/34GK1222028SQ9812333
公開(kāi)日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1998年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月11日
發(fā)明者沖田雅也, 有竹康郎, 松山浩平, 木村超也, 松井一成 申請(qǐng)人:株式會(huì)社光輝研究所