JP2001235741A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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Abstract
路を用いて照明光を分光用のホログラムへ入射させるこ
とにより、照明光の利用効率を向上させる。 【構成】 アレー状の液晶セルから構成され背後から照
明する液晶表示装置において、背後から入射する照明光
の赤、緑、青の各波長成分を分けて対応する液晶セル位
置に入射させるホログラム素子2が背後に配置されてお
り、そのホログラム素子2の背後に導波路20が配置さ
れており、導波路20からの光3でホログラム素子2を
照明する液晶表示装置。
Description
り、特に、照明光を平行にしてその平行光を液晶表示パ
ネル又は分光用のホログラムへ入射させることにより、
照明光の利用効率を向上させた液晶表示装置に関するも
のである。
び同5−12171号において、カラー液晶表示装置の
カラーフィルターのR、G、B各セルにバックライトを
効率よく分光して入射させて光の利用効率を向上させる
ために、ホログラムを用いる方法を提案した。その原理
を簡単に説明すると、図6(a)の場合は、波長選択性
がなく分光性のあるホログラム5に平行なバックライト
3を入射させ、ホログラム5によって分光されたR、
G、Bの光を液晶表示パネルのカラーフィルター1の1
画素を構成するカラーフィルターセルR、G、Bに入射
させて、バックライトの利用効率を向上させるものであ
り、図6(b)の場合は、リップマンホログラムのよう
に特定の波長に対して回折波長選択性があるホログラム
6、7を用い、ホログラム6によって回折された青色の
光をカラーフィルターセルBに、ホログラム7によって
回折された赤色の光をカラーフィルターセルRに、そし
て、ホログラム6、7により回折を受けない残りの補色
成分(緑色)をカラーフィルターセルGに入射させて、
バックライトの利用効率を向上させるものである。
置は、平行光によって照明してスクリーン上に拡大投影
していた。
ホログラムを用いる照明装置では、現行の液晶フラット
ディスプレイのバックライトをそのまま用いると、期待
した効果が得られない。これは、ホログラムは本来厳し
い入射角度選択性を有しているにもかかわらず、液晶フ
ラットディスプレイのバックライトはおよそ±50°程
度の散乱光であるため、高い回析効率が得られず、ま
た、所定の色のカラーフィルターセルに本来の色の回析
光が入射しなくなる等の現象が生じ、期待通りにバック
ライトの利用効率を上げることができないためである。
ものであり、その目的は、液晶表示装置のバックライト
光源として導波路を用いて照明光を分光用のホログラム
へ入射させることにより、照明光の利用効率を向上させ
ることである。
明の液晶表示装置は、アレー状の液晶セルから構成され
背後から照明する液晶表示装置において、背後から入射
する照明光の赤、緑、青の各波長成分を分けて対応する
液晶セル位置に入射させるホログラム素子が背後に配置
されており、そのホログラム素子の背後に導波路が配置
されており、前記導波路からの光で前記ホログラム素子
を照明することを特徴とするものである。
射するほぼ平行な照明光の赤、緑、青の各波長成分を分
光して対応する液晶セル位置に入射させる単層のホログ
ラムのアレーからなるものとすることができる。
ラムからなり、背後から入射する照明光の異なる波長成
分を異なるホログラムによって選択的に対応する液晶セ
ル位置に入射させるものとすることができる。
赤、緑、青の各波長成分を分けて対応する液晶セル位置
に入射させるホログラム素子が背後に配置されており、
そのホログラム素子の背後に導波路が配置されており、
その導波路からの光でホログラム素子を照明するように
したので、ホログラムによるバックライトの利用効率向
上を確実にすることができる。
置の実施例について説明する。
は、ホログラム5〜7は、撮影時の条件通りにバックラ
イト3を入射させて再生した場合に、その回析効率、回
折角等の性能を十分発揮することができる。しかしなが
ら、再生の条件が撮影時と異なってくると、その性能は
急激に低下してしまう。このため、散乱光である従来型
の照明光では、ホログラム5〜7の使用の効果は小さく
なってしまう。
行光が照射可能な照明装置を用い、例えば、撮影時に平
行光を参照光として用いるホログラムの再生時の効率を
高めることを行っている。なお、以下においては、カラ
ー液晶表示装置のカラーフィルターの各セルにこのよう
なホログラムによりバックライトを効率よく分光して入
射させる構成について説明するが、本発明はこれに限ら
ず、投影装置に用いる液晶表示装置の照明装置としても
用いることができる。
を示す。この図において、カラー液晶表示装置のカラー
フィルター1の3色のセルR、G、Bの組からなる各画
素に位置合わせされて、図6(a)又は(b)に示した
ような分光作用をする微小ホログラムがカラーフィルタ
ー1の画素ピッチと同じピッチでアレー状に並べられて
なるホログラム2が、カラーフィルター1のバックライ
ト3入射側に配置されている。カラーフィルター1とホ
ログラム2の間にフィルターセルR、G、Bと液晶セル
が整列するように、図示しない液晶表示パネルが配置さ
れている。本発明に基づいて、ホログラム2の入射側に
は、微小ホログラムアレーに対応するピッチの微小凸レ
ンズアレー4が配置され、図2に部分拡大図を示すよう
に、微小凸レンズアレー4を構成する各微小凸レンズ1
4の焦点位置には、光ファイバー15の一方の端部が取
り付けられている。なお、各微小凸レンズ14の焦点面
の光ファイバー15の端部以外の面は、遮光膜16で覆
い、外光が入射しないようになっている。各微小凸レン
ズ14に対応する光ファイバー15の他方の端は一体に
束ねられ、メタルハライドランプ等からなる光源17に
対向して取り付けられている。
た照明光は、各光ファイバー15の他方の端部に入射
し、光ファイバー15中をガイドされて一方の端部に導
かれ、図2に示すように、光ファイバー15の一方の端
部を2次点光源にしてその端部から出た発散光は、微小
凸レンズ14のレンズ面で平行光3に変換され、ホログ
ラム2の対応する微小ホログラムに入射し、ここで分光
されたR、G、Bの光は液晶セルを通過してカラーフィ
ルターセルR、G、Bに入射して、明るいカラー表示を
行う。このように、本発明においては、ホログラム2が
撮影時の条件通りに平行光で照射されるので、その回析
効率及び分光特性が十分発揮され、照明光の高い利用効
率が得られる。
向上度合いを、ホログラム2を用いて従来のように±5
0°の発散光を照射させる照明装置と比較を行ったとこ
ろ、下記のような結果が得られた。ただし、倍率は、そ
れぞれホログラムを用いないで液晶表示パネルに直接照
明光を照射した場合に対する利用効率の向上倍率であ
る。
場合でも、従来型の照明装置をそのまま用いた場合は、
その向上度合は少ないことが分かる。一方、本発明の方
式をとった場合、照明光3の平行度合はおよそ±5°程
度に抑えられるため、ホログラム2の性能を十分引き出
していると言える。
いる実施例について説明する。図3の断面図及び図4の
要部斜視図に示すように、微小凸レンズアレー4の背後
に開口マスク18を配置し、その背後に反射板21で裏
打ちされた導波路20を配置する。開口マスク18は、
微小凸レンズアレー4を構成する各微小凸レンズ14の
焦点位置に微小な開口19を有し、それ以外は遮光性で
導波路20側が反射面になっている。そして、導波路2
0の1側面が光源17に対向して取り付けられており、
光源17からの照明光は導波路20のこの対向する側面
から導波路20に入り、反射板21と開口マスク18の
反射面との間で多重反射して導波路20中をガイドされ
るが、その間開口マスク18の開口19から一部の光が
漏れる。この開口19が2次点光源になってそこから出
た発散光は、微小凸レンズ14のレンズ面で平行光3に
変換され、ホログラム2の対応する微小ホログラムに入
射し、ここで分光されたR、G、Bの光は液晶セルを通
過してカラーフィルターセルR、G、Bに入射して、明
るいカラー表示を行う。この場合も、ホログラム2は撮
影時の条件通りに平行光で照射されるので、その回析効
率及び分光特性が十分発揮され、照明光の高い利用効率
が得られる。
R、G、Bが正方形、円等の等方的な形状の場合である
が、これがストライプフィルター等の細長いものの場
合、開口はその長さに等しいスリット形状にする必要が
ある。その場合の要部斜視図を図5に示す。この場合
は、微小凸レンズアレーの代わりに、ストライプフィル
ターの方向に母線を有し、その長さに等しい長さの微小
円筒レンズからなる微小円筒レンズアレー4′を用い、
開口マスク18′は各微小円筒レンズの焦線位置にスリ
トット開口19′を有するようにする。その他は図3、
図4の場合と同様である。
実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず、種々の変形が可能である。
の液晶表示装置によると、例えば分光用のホログラムを
用いた液晶表示装置において、ホログラムによるバック
ライトの利用効率向上を確実にすることができる。
図である。
ー液晶表示装置の概略の構成を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アレー状の液晶セルから構成され背後か
ら照明する液晶表示装置において、背後から入射する照
明光の赤、緑、青の各波長成分を分けて対応する液晶セ
ル位置に入射させるホログラム素子が背後に配置されて
おり、そのホログラム素子の背後に導波路が配置されて
おり、前記導波路からの光で前記ホログラム素子を照明
することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記ホログラム素子が、背後から入射す
るほぼ平行な照明光の赤、緑、青の各波長成分を分光し
て対応する液晶セル位置に入射させる単層のホログラム
のアレーからなることを特徴とする請求項1記載の液晶
表示装置。 - 【請求項3】 前記ホログラム素子が、複数層のホログ
ラムからなり、背後から入射する照明光の異なる波長成
分を異なるホログラムによって選択的に対応する液晶セ
ル位置に入射させることを特徴とする請求項1記載の液
晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000397087A JP3714460B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01255493A Division JP3415185B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 液晶表示装置用照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001235741A true JP2001235741A (ja) | 2001-08-31 |
JP3714460B2 JP3714460B2 (ja) | 2005-11-09 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007184185A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Ltd | 照明装置及びそれを用いた液晶表示装置 |
JP2014149533A (ja) * | 2009-10-07 | 2014-08-21 | Olympus Corp | 表示方法、表示装置、光学ユニット、表示装置の製造方法、及び電子機器 |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397087A patent/JP3714460B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2007184185A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Ltd | 照明装置及びそれを用いた液晶表示装置 |
US7830474B2 (en) | 2006-01-10 | 2010-11-09 | Hitachi, Ltd. | Lighting device and liquid crystal display using it |
JP4628268B2 (ja) * | 2006-01-10 | 2011-02-09 | 株式会社日立製作所 | 照明装置及びそれを用いた液晶表示装置 |
JP2014149533A (ja) * | 2009-10-07 | 2014-08-21 | Olympus Corp | 表示方法、表示装置、光学ユニット、表示装置の製造方法、及び電子機器 |
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