JP2833955B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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- JP2833955B2 JP2833955B2 JP5074456A JP7445693A JP2833955B2 JP 2833955 B2 JP2833955 B2 JP 2833955B2 JP 5074456 A JP5074456 A JP 5074456A JP 7445693 A JP7445693 A JP 7445693A JP 2833955 B2 JP2833955 B2 JP 2833955B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶セルをライトバルブ
（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）として用いた背面投射方式
の液晶表示装置等の画像表示装置に関する。
（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）として用いた背面投射方式
の液晶表示装置等の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の液晶表示装置は、光源からの光
を液晶セルにその背面から照射し、この液晶セルの画像
を液晶セルの前面側で目視観察するものである。このよ
うに液晶セルを通過した光を目視することから、液晶セ
ルの画素電極や導線の影が投影されて、画質が低下する
場合がある。特に、液晶セルの駆動方式として、各画素
に薄膜トランジスタなどの非線形素子を組み込んだアク
ティブマトリクス方式を採用することにより、表示情報
量を多くして、ＴＶ画像を表示可能としたものにあって
は、このアクティブマトリクス形液晶を駆動するための
非線形素子部および画素電極部が不透明であるために、
これらのかなり濃い影が投影される。特に、レンズによ
り拡大してスクリーン上でまたはレンズ上の虚像で目視
観察した場合、影が拡大されて画質が大きく低下する。
この非線形素子部や電極などの影による画質低下を解消
するために、位相格子を液晶セルの前面側、つまり目視
者側に設けることが提案されている。
を液晶セルにその背面から照射し、この液晶セルの画像
を液晶セルの前面側で目視観察するものである。このよ
うに液晶セルを通過した光を目視することから、液晶セ
ルの画素電極や導線の影が投影されて、画質が低下する
場合がある。特に、液晶セルの駆動方式として、各画素
に薄膜トランジスタなどの非線形素子を組み込んだアク
ティブマトリクス方式を採用することにより、表示情報
量を多くして、ＴＶ画像を表示可能としたものにあって
は、このアクティブマトリクス形液晶を駆動するための
非線形素子部および画素電極部が不透明であるために、
これらのかなり濃い影が投影される。特に、レンズによ
り拡大してスクリーン上でまたはレンズ上の虚像で目視
観察した場合、影が拡大されて画質が大きく低下する。
この非線形素子部や電極などの影による画質低下を解消
するために、位相格子を液晶セルの前面側、つまり目視
者側に設けることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる位相格子により
画素電極部などの影による画質低下は防止できるもの
の、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて見える
という課題があった。本発明は、上述した点に鑑みてな
されたものであって、非線形素子部や電極などの影によ
る画質低下を解消するとともに、画像のコントラストの
低下割合を低減した画像表示装置を提供することを目的
とする。
画素電極部などの影による画質低下は防止できるもの
の、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて見える
という課題があった。本発明は、上述した点に鑑みてな
されたものであって、非線形素子部や電極などの影によ
る画質低下を解消するとともに、画像のコントラストの
低下割合を低減した画像表示装置を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、ドット状の画素が２次元的に多数配列された画
像表示器の表示光路に、互いに交差する２方向に格子パ
ターンを有し、１つの方向における格子パターンの格子
高さが任意の断面において略一定であり、かつ他の１つ
の方向における格子パターンの格子高さが任意の断面に
おいて略一定である二次元位相格子であって、回折光の
強度比が下記の関係にあるものが配置されている画像表
示装置により達成される。
目的は、ドット状の画素が２次元的に多数配列された画
像表示器の表示光路に、互いに交差する２方向に格子パ
ターンを有し、１つの方向における格子パターンの格子
高さが任意の断面において略一定であり、かつ他の１つ
の方向における格子パターンの格子高さが任意の断面に
おいて略一定である二次元位相格子であって、回折光の
強度比が下記の関係にあるものが配置されている画像表
示装置により達成される。
【０００５】すなわち、本発明の画像表示装置に配置さ
れる二次元位相格子は、画像表示器の中心波長におい
て、０次光の強度に対する（±１，０）次光および
（０，±１）次光の強度が６０〜１８０％の範囲にあ
り、０次光の強度に対する（±１，±１）次光の強度が
２０〜３３０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±
１，０）次光、（０，±１）次光および（±１，±１）
次光の強度との合計が、全回折光の強度に対して上記中
心波長において７０％以上である。なお、本発明におけ
る中心波長とは、画像表示器に入射する表示光の波長領
域の中心値（例えば、カラー画像表示器であれば赤色光
と青色光との平均値）をいい、全回折光とは、０次光お
よび±１次以上の全ての回折光をいう。
れる二次元位相格子は、画像表示器の中心波長におい
て、０次光の強度に対する（±１，０）次光および
（０，±１）次光の強度が６０〜１８０％の範囲にあ
り、０次光の強度に対する（±１，±１）次光の強度が
２０〜３３０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±
１，０）次光、（０，±１）次光および（±１，±１）
次光の強度との合計が、全回折光の強度に対して上記中
心波長において７０％以上である。なお、本発明におけ
る中心波長とは、画像表示器に入射する表示光の波長領
域の中心値（例えば、カラー画像表示器であれば赤色光
と青色光との平均値）をいい、全回折光とは、０次光お
よび±１次以上の全ての回折光をいう。
【０００６】
【作用】本発明における二次元位相格子の一例の概略斜
視図を図２に示す。図２に示すように、本発明における
二次元位相格子は互いに交差する２方向（Ｘ，Ｙ）に格
子パターンを有する。該二次元位相格子のＸ方向または
Ｙ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面図を図３に示す。図
３に示すように、該二次元位相格子における各格子パタ
ーンの格子高さ（凸部と凹部との高さの差）ｈは製造上
等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方向の格
子パターンの格子高さとＹ方向の格子パターンの高さと
は必ずしも同一でなくてもよい。なお、該二次元位相格
子における格子パターンの方向とは一致しない方向に
も、一定の高さを有する格子パターンが存在するかのよ
うであるが、図４に示す、II−（II）線断面図より明ら
かなように、該二次元位相格子のＸ方向およびＹ方向以
外には一定の格子高さを有する格子パターンが構成され
ない。本発明における二次元位相格子に平行光を入射さ
せると図５に示すような回折パターンが得られる。上述
の通り本発明における二次元位相格子は、互いに交差す
る２方向にのみ格子パターンが存在することから、図５
に示す、（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，
−１）次光および（−１，１）次光の強度が高く、その
結果、低次の回折光の強度（（１，０）次光、（０，−
１）次光、（−１，０）次光および（０，１）次光、な
らびに（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，−
１）次光および（−１，１）次光の強度）が、より高次
の回折光（例えば、（２，２）次光、（２，−２）次光
など）の強度に比べて著しく高い。なお、二次元位相格
子が有する断面形状としては、図２に示す略正弦波状の
ほか、矩形波状、三角波状などが挙げられる。
視図を図２に示す。図２に示すように、本発明における
二次元位相格子は互いに交差する２方向（Ｘ，Ｙ）に格
子パターンを有する。該二次元位相格子のＸ方向または
Ｙ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面図を図３に示す。図
３に示すように、該二次元位相格子における各格子パタ
ーンの格子高さ（凸部と凹部との高さの差）ｈは製造上
等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方向の格
子パターンの格子高さとＹ方向の格子パターンの高さと
は必ずしも同一でなくてもよい。なお、該二次元位相格
子における格子パターンの方向とは一致しない方向に
も、一定の高さを有する格子パターンが存在するかのよ
うであるが、図４に示す、II−（II）線断面図より明ら
かなように、該二次元位相格子のＸ方向およびＹ方向以
外には一定の格子高さを有する格子パターンが構成され
ない。本発明における二次元位相格子に平行光を入射さ
せると図５に示すような回折パターンが得られる。上述
の通り本発明における二次元位相格子は、互いに交差す
る２方向にのみ格子パターンが存在することから、図５
に示す、（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，
−１）次光および（−１，１）次光の強度が高く、その
結果、低次の回折光の強度（（１，０）次光、（０，−
１）次光、（−１，０）次光および（０，１）次光、な
らびに（１，１）次光、（１，−１）次光、（−１，−
１）次光および（−１，１）次光の強度）が、より高次
の回折光（例えば、（２，２）次光、（２，−２）次光
など）の強度に比べて著しく高い。なお、二次元位相格
子が有する断面形状としては、図２に示す略正弦波状の
ほか、矩形波状、三角波状などが挙げられる。
【０００７】本発明で用いられる液晶セルの一例の概略
平面図を図６に示す。液晶セルは、ＴＶやＶＴＲの映像
信号等を受けて、その画像を表示するもので、図２のよ
うに不透明な非線形素子部１１および配線部１２を有し
ており、開口部（図中、斜視で示す）は一部分のみであ
る。該液晶セルとレンズとの間、またはレンズの目視者
側（すなわち、液晶セルとは反対側）に上記の二次元位
相格子を配置すると、開口部を通過して二次元位相格子
に入射した光が回折作用により図５に示すように拡がる
ことから、不透明な非線形素子部１１および配線部１２
による影が目立たなくなる。さらに、本発明における二
次元位相格子では低次の回折光強度が高次の回折光の強
度に対して著しく高いことから、高次の回折光が隣接す
る各液晶セルの画像領域に漏れることによるコントラス
トの低下および画像のぼけの程度が小さい。
平面図を図６に示す。液晶セルは、ＴＶやＶＴＲの映像
信号等を受けて、その画像を表示するもので、図２のよ
うに不透明な非線形素子部１１および配線部１２を有し
ており、開口部（図中、斜視で示す）は一部分のみであ
る。該液晶セルとレンズとの間、またはレンズの目視者
側（すなわち、液晶セルとは反対側）に上記の二次元位
相格子を配置すると、開口部を通過して二次元位相格子
に入射した光が回折作用により図５に示すように拡がる
ことから、不透明な非線形素子部１１および配線部１２
による影が目立たなくなる。さらに、本発明における二
次元位相格子では低次の回折光強度が高次の回折光の強
度に対して著しく高いことから、高次の回折光が隣接す
る各液晶セルの画像領域に漏れることによるコントラス
トの低下および画像のぼけの程度が小さい。
【０００８】画像表示器の中心波長（例えば、５５０ｎ
ｍ）において、二次元位相格子の０次光強度に対する
（±１，０）次光等の強度および全回折光の強度に対す
る０次光の強度等の合計が上記の特定範囲にある二次元
位相格子を用いると、（１，１）次光、（１，−１）次
光、（−１，−１）次光および（−１，１）次光で囲ま
れる領域の光の強度が高く、かつ同領域内において中心
部の明るさと周辺部の明るさとの比が適当であるため、
非線形素子部等の影による画質低下およびコントラスト
の低下等を極めて低く抑えることができる。
ｍ）において、二次元位相格子の０次光強度に対する
（±１，０）次光等の強度および全回折光の強度に対す
る０次光の強度等の合計が上記の特定範囲にある二次元
位相格子を用いると、（１，１）次光、（１，−１）次
光、（−１，−１）次光および（−１，１）次光で囲ま
れる領域の光の強度が高く、かつ同領域内において中心
部の明るさと周辺部の明るさとの比が適当であるため、
非線形素子部等の影による画質低下およびコントラスト
の低下等を極めて低く抑えることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図１を参照して
詳細に説明する。図１は本発明の画像表示装置の一例の
概略構成図であって、バックライト（光源）１の光がア
クティブマトリクス形液晶セル４の背面側Ｒから照射さ
れる。この液晶セル４の前面側、つまり、画像表示光が
通る表示光路２には位相格子５が配置され、その前面側
Ｆにはレンズ群３が設けられており、目視者の目６によ
って、レンズ群３を通して液晶セル上の画像が目視され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、キセノン
ランプ、メタルハライド、蛍光ランプなどのランプと拡
散板とを組み合わせたもの、上記ランプ、導光板および
拡散板を組み合わせたものが利用される。また、位相格
子５をレンズ群３の前面側Ｆに配置してもよい。
詳細に説明する。図１は本発明の画像表示装置の一例の
概略構成図であって、バックライト（光源）１の光がア
クティブマトリクス形液晶セル４の背面側Ｒから照射さ
れる。この液晶セル４の前面側、つまり、画像表示光が
通る表示光路２には位相格子５が配置され、その前面側
Ｆにはレンズ群３が設けられており、目視者の目６によ
って、レンズ群３を通して液晶セル上の画像が目視され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、キセノン
ランプ、メタルハライド、蛍光ランプなどのランプと拡
散板とを組み合わせたもの、上記ランプ、導光板および
拡散板を組み合わせたものが利用される。また、位相格
子５をレンズ群３の前面側Ｆに配置してもよい。
【００１０】ここで、格子の高さおよび形状を種々変え
ることにより作製した二次元位相格子について、非線形
素子部や電極などの影による画質低下の解消と、画像コ
ントラストの影響とを比較検討した結果を表１に示す。
表１より、５５０ｎｍ（上記液晶表示装置の中心波長）
において、０次光の強度に対して、（±１，０）次光お
よび（０，±１）次光の強度がそれぞれ６０〜１８０％
の範囲にあり、（±１，±１）次光の強度が２０〜３３
０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±１，０）次
光、（０，±１）次光および（±１，±１）次光の強度
との合計が、全回折光の強度に対して７０％以上である
場合、非線形素子部や電極などの影による画質低下がよ
り一層解消され、画像コントラストの低減割合が極めて
低い。
ることにより作製した二次元位相格子について、非線形
素子部や電極などの影による画質低下の解消と、画像コ
ントラストの影響とを比較検討した結果を表１に示す。
表１より、５５０ｎｍ（上記液晶表示装置の中心波長）
において、０次光の強度に対して、（±１，０）次光お
よび（０，±１）次光の強度がそれぞれ６０〜１８０％
の範囲にあり、（±１，±１）次光の強度が２０〜３３
０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±１，０）次
光、（０，±１）次光および（±１，±１）次光の強度
との合計が、全回折光の強度に対して７０％以上である
場合、非線形素子部や電極などの影による画質低下がよ
り一層解消され、画像コントラストの低減割合が極めて
低い。
【表１】
【００１１】なお、二次元位相格子の位相格子の格子パ
ターンの方向は液晶セルの画素に対して水平方向であっ
ても、垂直方向であってもよく、画素の水平方向および
垂直方向に対して斜めであってもよい。また、２方向の
格子パターンがなす角度は９０°に限られない。二次元
位相格子は、例えば、ガラス等の基板上に塗布された感
光性樹脂膜に対して、１方向の格子パターンをもつフォ
トマスクを用いたマスク露光法、干渉露光法などにより
１回目の露光を行った後、基板を回転させ、ついで２回
目の露光を行った上で、感光性樹脂を現像することによ
り作製される。必要に応じて、上述の方法で作製した二
次元位相格子からスタンパ（金型）を作製し、射出成型
法、圧縮成型法、フォトポリマー（２Ｐ）法などにより
レプリカを作製してもよい。
ターンの方向は液晶セルの画素に対して水平方向であっ
ても、垂直方向であってもよく、画素の水平方向および
垂直方向に対して斜めであってもよい。また、２方向の
格子パターンがなす角度は９０°に限られない。二次元
位相格子は、例えば、ガラス等の基板上に塗布された感
光性樹脂膜に対して、１方向の格子パターンをもつフォ
トマスクを用いたマスク露光法、干渉露光法などにより
１回目の露光を行った後、基板を回転させ、ついで２回
目の露光を行った上で、感光性樹脂を現像することによ
り作製される。必要に応じて、上述の方法で作製した二
次元位相格子からスタンパ（金型）を作製し、射出成型
法、圧縮成型法、フォトポリマー（２Ｐ）法などにより
レプリカを作製してもよい。
【００１２】なお、本発明の画像表示装置としては、液
晶表示装置のほか、プラズマ・ディスプレイ・パネル
（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、ＬＥ
Ｄなどが挙げられる。また、液晶表示装置の用途として
は、ビューファインダ、液晶プロジェクターなどが挙げ
られる。
晶表示装置のほか、プラズマ・ディスプレイ・パネル
（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、ＬＥ
Ｄなどが挙げられる。また、液晶表示装置の用途として
は、ビューファインダ、液晶プロジェクターなどが挙げ
られる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の画像表示装置によれば、液晶セ
ルの液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極
部の影などによる画質低下が低減され、しかもコントラ
ストの高い画像を得ることができる。
ルの液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極
部の影などによる画質低下が低減され、しかもコントラ
ストの高い画像を得ることができる。
【図１】本発明の画像表示装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図２】本発明における二次元位相格子の一例の概略斜
視図である。
視図である。
【図３】二次元位相格子のＩ−（Ｉ）線断面図である。
【図４】二次元位相格子のII−（II）線断面図である。
【図５】二次元位相格子から得られる回折パターンを示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の画像表示装置で用いられる液晶セルの
一例の概略平面図である。
一例の概略平面図である。
１ 光源 ２ 表示光路 ３ レンズ群 ４ 液晶セル ５ 位相格子 ６ 観察者の眼 １１ 非線形素子部 １２ 配線部 Ｆ 前面側 Ｒ 背面側
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−249449（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273540（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−307174（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−59257（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130356（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−227456（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02B 5/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ドット状の画素が２次元的に多数配列さ
れた画像表示器の表示光路に、互いに交差する２方向に
格子パターンを有し、１つの方向における格子パターン
の格子高さが任意の断面において略一定であり、かつ他
の１つの方向における格子パターンの格子高さが任意の
断面において略一定である二次元位相格子が配置されて
おり、該二次元位相格子が、画像表示器の中心波長にお
いて、０次光の強度に対する（±１，０）次光および
（０，±１）次光の強度が６０〜１８０％の範囲にあ
り、０次光の強度に対する（±１，±１）次光の強度が
２０〜３３０％の範囲にあり、かつ０次光の強度と（±
１，０）次光、（０，±１）次光および（±１，±１）
次光の強度との合計が、全回折光の強度に対して上記中
心波長において７０％以上であることを特徴とする画像
表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074456A JP2833955B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 画像表示装置 |
| EP94104967A EP0618473A3 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-29 | Video device with two-dimensional diffraction grating. |
| KR1019940006611A KR0146619B1 (ko) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 2차원 위상격자를 구비한 영상장치 |
| US08/863,906 US5754342A (en) | 1993-03-31 | 1997-05-27 | Video device utilizing a two-dimensional diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5074456A JP2833955B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181470A JPH07181470A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2833955B2 true JP2833955B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13547768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5074456A Expired - Fee Related JP2833955B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833955B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090518A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 回折光学素子及び回折光学素子の成形用金型 |
| KR100427755B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2004-04-27 | (주)해빛정보 | 위상회절격자형 광 저대역 통과 필터 |
| KR20200099251A (ko) | 2019-02-13 | 2020-08-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
| KR20200103233A (ko) | 2019-02-22 | 2020-09-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 및 그의 제조방법 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5074456A patent/JP2833955B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07181470A (ja) | 1995-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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