JP3300642B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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- G09G1/16—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with cathode-ray tube indicators; General aspects or details, e.g. selection emphasis on particular characters, dashed line or dotted line generation; Preprocessing of data using single beam tubes, e.g. three-dimensional or perspective representation, rotation or translation of display pattern, hidden lines, shadows the beam tracing a pattern independent of the information to be displayed, this latter determining the parts of the pattern rendered respectively visible and invisible the pattern of rectangular co-ordinates extending over the whole area of the screen, i.e. television type raster
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- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0469—Details of the physics of pixel operation
- G09G2300/0478—Details of the physics of pixel operation related to liquid crystal pixels
- G09G2300/0491—Use of a bi-refringent liquid crystal, optically controlled bi-refringence [OCB] with bend and splay states, or electrically controlled bi-refringence [ECB] for controlling the color
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- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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- G09G2310/00—Command of the display device
- G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
- G09G2310/0235—Field-sequential colour display
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- Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像を表示す
る画像表示装置に関する。
る画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー画像を表示する方法として光の３
原色であるＲＧＢからなる画像を合成して表示すれば良
いことは言うまでもない。画像の合成方法としてはＲＧ
Ｂのドットを２次元的に配列することによって空間的に
画像を配列する空間分割表示とＲＧＢ画像を時系列的に
表示する時分割表示に分けられる。通常のカラーブラウ
ン管、液晶ディスプレイはＲＧＢ画素を２次元配列して
いるので空間分割表示である。
原色であるＲＧＢからなる画像を合成して表示すれば良
いことは言うまでもない。画像の合成方法としてはＲＧ
Ｂのドットを２次元的に配列することによって空間的に
画像を配列する空間分割表示とＲＧＢ画像を時系列的に
表示する時分割表示に分けられる。通常のカラーブラウ
ン管、液晶ディスプレイはＲＧＢ画素を２次元配列して
いるので空間分割表示である。
【０００３】時分割表示はＲＧＢ画像の表示に同期して
ＲＧＢカラーフィルタなどで高速に表示面全面の表示色
を切り替えることで実現される。時分割表示は画像の表
示を空間分割表示に比較して３倍以上高速に切り替える
必要があるが、一つの画素をＲＧＢ画素に分割する必要
が無いのでより高精細な画像が実現可能である。表示色
を切り替える方法としては円盤状のカラーフィルタを３
等分に色分けし、機械的に回転させる方法が最も良く知
られている。電気的に表示色を切り替える方法としては
Bos らにより液晶セルを２枚とその前後にカラー偏光板
を設け、液晶セルのＯＮ／ＯＦＦスイッチングにより光
の偏光面制御を行うことによって偏光板に吸収される波
長を選択しＲＧＢ表示を行う、いわゆる液晶カラーシャ
ッタが提案されている（特公平４−４９９２８）。液晶
カラーシャッタは機械的動作が無いこと、表示画面とカ
ラーシャッタの面積を等しくすることができるため省ス
ペースに優れていることなどが長所として挙げられる。
ＲＧＢカラーフィルタなどで高速に表示面全面の表示色
を切り替えることで実現される。時分割表示は画像の表
示を空間分割表示に比較して３倍以上高速に切り替える
必要があるが、一つの画素をＲＧＢ画素に分割する必要
が無いのでより高精細な画像が実現可能である。表示色
を切り替える方法としては円盤状のカラーフィルタを３
等分に色分けし、機械的に回転させる方法が最も良く知
られている。電気的に表示色を切り替える方法としては
Bos らにより液晶セルを２枚とその前後にカラー偏光板
を設け、液晶セルのＯＮ／ＯＦＦスイッチングにより光
の偏光面制御を行うことによって偏光板に吸収される波
長を選択しＲＧＢ表示を行う、いわゆる液晶カラーシャ
ッタが提案されている（特公平４−４９９２８）。液晶
カラーシャッタは機械的動作が無いこと、表示画面とカ
ラーシャッタの面積を等しくすることができるため省ス
ペースに優れていることなどが長所として挙げられる。
【０００４】液晶カラーシャッタは先に述べたように優
れた点を有しているが、偏光板を使用するため透過率が
低いことが課題である。理想的な液晶カラーシャッタの
透過率は、偏光板による一方の偏光成分の吸収とＲＧＢ
表示切替えの必要から１／２（偏光板透過率）×１／３
（ＲＧＢ表示）＝１６．７％である。実際には偏光板透
過軸方向の光吸収、液晶セルに使用する透明電極の光吸
収などにより５〜８％程度の透過率しか得られていな
い。良好な画像表示に必要な画面輝度を確保するために
はブラウン管など発光画面の輝度を高める必要があり、
そのため解像度の確保、蛍光体の劣化、消費電力の増大
などの問題が生ずる。
れた点を有しているが、偏光板を使用するため透過率が
低いことが課題である。理想的な液晶カラーシャッタの
透過率は、偏光板による一方の偏光成分の吸収とＲＧＢ
表示切替えの必要から１／２（偏光板透過率）×１／３
（ＲＧＢ表示）＝１６．７％である。実際には偏光板透
過軸方向の光吸収、液晶セルに使用する透明電極の光吸
収などにより５〜８％程度の透過率しか得られていな
い。良好な画像表示に必要な画面輝度を確保するために
はブラウン管など発光画面の輝度を高める必要があり、
そのため解像度の確保、蛍光体の劣化、消費電力の増大
などの問題が生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶カラーシャ
ッター等を使用した時分割カラー表示型の画像表示装置
は、透過率が低いために表示画面が暗いという問題があ
った。本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、
表示画面が明るい時分割カラー表示型の画像表示装置を
提供することを目的とする。
ッター等を使用した時分割カラー表示型の画像表示装置
は、透過率が低いために表示画面が暗いという問題があ
った。本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、
表示画面が明るい時分割カラー表示型の画像表示装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の画像表示装置は、色の３原色に相当す
る白黒画像を時分割で表示する自発光型画像表示手段
と、前記自発光型画像表示手段の光出射側に設けられ、
無彩色偏光板、第１の液晶セル、複数からなる第１のカ
ラー偏光板、第２の液晶セル及び複数からなる第２のカ
ラー偏光板を光出射方向に向かって順に積層してなり、
前記白黒画像を所定の偏光透過軸で入射して３原色に相
当する前記白黒画像を時分割で出力する液晶カラーシャ
ッタとを具備し、前記自発光型画像表示手段は、光出射
方向に向かって順に積層される、蛍光体、後側ガラスプ
レート、第１の透明中間膜、前記各白黒画像を前記所定
の偏光透過軸となるよう偏光特性を持たせて透過させる
偏光分離素子、第２の透明中間膜及びフェースガラスを
有することを特徴とする。
に請求項１記載の画像表示装置は、色の３原色に相当す
る白黒画像を時分割で表示する自発光型画像表示手段
と、前記自発光型画像表示手段の光出射側に設けられ、
無彩色偏光板、第１の液晶セル、複数からなる第１のカ
ラー偏光板、第２の液晶セル及び複数からなる第２のカ
ラー偏光板を光出射方向に向かって順に積層してなり、
前記白黒画像を所定の偏光透過軸で入射して３原色に相
当する前記白黒画像を時分割で出力する液晶カラーシャ
ッタとを具備し、前記自発光型画像表示手段は、光出射
方向に向かって順に積層される、蛍光体、後側ガラスプ
レート、第１の透明中間膜、前記各白黒画像を前記所定
の偏光透過軸となるよう偏光特性を持たせて透過させる
偏光分離素子、第２の透明中間膜及びフェースガラスを
有することを特徴とする。
【０００７】請求項２の画像表示装置は請求項１記載の
画像表示装置において、前記自発光型画像表示手段がＣ
ＲＴであることを特徴とする。
画像表示装置において、前記自発光型画像表示手段がＣ
ＲＴであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の画像表示装置において、
白黒画像を表示することのできる自発光型画像表示装置
と色表示手段の間に設けられる偏光手段が大きな特徴で
ある。この偏光手段は、光を吸収しない無吸収型偏光分
離素子であることが所望の偏光成分を透過し、不所望の
偏光成分を光入射側へ反射する性質を強く有する点から
望ましい。分離される偏光の２成分は互いに独立な偏光
であればよく、直線偏光、円偏光、楕円偏光のいずれで
も構わない。所望とする偏光以外の偏光分離作用を用い
る場合は光出射面側に所望の偏光成分が得られるよう適
当な位相変調素子を設ければよい。無吸収型偏光分離素
子はその光入射面に対して垂直に入射する光に偏光分離
作用を持つものが望ましく、その構造は誘電体多層膜か
らなる偏光分離反射面を光入射面に対して斜めに設けた
プリズムミラーアレイ、複屈折性有機ポリマーを数１０
ｎｍ間隔で積層することにより得られる異方性ダイクロ
イックミラー、もしくはコレステリック性液晶の円偏光
選択性を利用して異なる螺旋ピッチを持つコレステリッ
ク性液晶ポリマーを積層させ、光出射面にλ/4フィルム
を設けることによって得られる。コレステリック性液晶
層を偏光分離素子として使用する場合、コレステリック
性液晶ポリマー層が可視波長全域について偏光分離機能
を有するためには、一般に3 層以上のピッチの異なる液
晶層が必要となる。但し、例えばAsia Display '95 (19
95) 735-738.において述べられているように連続的にピ
ッチを変調することにより１層のみで可視波長全域につ
いて偏光分離機能を持たせることは可能である。
白黒画像を表示することのできる自発光型画像表示装置
と色表示手段の間に設けられる偏光手段が大きな特徴で
ある。この偏光手段は、光を吸収しない無吸収型偏光分
離素子であることが所望の偏光成分を透過し、不所望の
偏光成分を光入射側へ反射する性質を強く有する点から
望ましい。分離される偏光の２成分は互いに独立な偏光
であればよく、直線偏光、円偏光、楕円偏光のいずれで
も構わない。所望とする偏光以外の偏光分離作用を用い
る場合は光出射面側に所望の偏光成分が得られるよう適
当な位相変調素子を設ければよい。無吸収型偏光分離素
子はその光入射面に対して垂直に入射する光に偏光分離
作用を持つものが望ましく、その構造は誘電体多層膜か
らなる偏光分離反射面を光入射面に対して斜めに設けた
プリズムミラーアレイ、複屈折性有機ポリマーを数１０
ｎｍ間隔で積層することにより得られる異方性ダイクロ
イックミラー、もしくはコレステリック性液晶の円偏光
選択性を利用して異なる螺旋ピッチを持つコレステリッ
ク性液晶ポリマーを積層させ、光出射面にλ/4フィルム
を設けることによって得られる。コレステリック性液晶
層を偏光分離素子として使用する場合、コレステリック
性液晶ポリマー層が可視波長全域について偏光分離機能
を有するためには、一般に3 層以上のピッチの異なる液
晶層が必要となる。但し、例えばAsia Display '95 (19
95) 735-738.において述べられているように連続的にピ
ッチを変調することにより１層のみで可視波長全域につ
いて偏光分離機能を持たせることは可能である。
【０００９】自発光型画像表示手段にはＣＲＴ、プラズ
マディスプレイ（ＰＤＰ）、ＥＬ発光素子などが使用で
きる。これらの自発光型画像表示手段は、光源としてだ
けではなく、色の３原色に相当する白黒画像を時分割で
表示することが必要である。また、これらの自発光型画
像表示手段はＲＧＢのカラー３原色画像をフレーム周期
１８０Ｈｚ以上で表示することが可能なため、フリッカ
等の少ない高画質を得られる白黒の自発光素子である。
マディスプレイ（ＰＤＰ）、ＥＬ発光素子などが使用で
きる。これらの自発光型画像表示手段は、光源としてだ
けではなく、色の３原色に相当する白黒画像を時分割で
表示することが必要である。また、これらの自発光型画
像表示手段はＲＧＢのカラー３原色画像をフレーム周期
１８０Ｈｚ以上で表示することが可能なため、フリッカ
等の少ない高画質を得られる白黒の自発光素子である。
【００１０】画像表示手段の前面に設けられた色表示手
段は、ＲＧＢカラー３原色の光をそれぞれ透過するカラ
ーフィルタが分割されて設けられた回転円盤等である
が、特にＲＧＢカラー三原色を画像表示手段の表示する
ＲＧＢ画像に同期して切替えられるカラーシャッタが望
ましい。カラーシャッタは複数枚の有彩色（カラー）偏
光板と少なくとも2 枚の位相変調素子から構成されてい
る。位相変調素子の2 状態を外部から制御することによ
りカラーシャッタに入射する光の偏光面が回転もしくは
偏光変調され、偏光板に吸収される波長が選択されてＲ
ＧＢ表示が可能となる。位相変調素子には液晶セルの
他、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴなどの電気光学素子、ファラ
デー素子など、外場によって光透過時の位相特性が変調
可能な素子が使用可能である。位相変調素子として液晶
セルを使用する場合は、TN液晶をπツイスト配向させた
πセル、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など、約2ms 以
下でスイッチング可能かつ視野角の広いものが使用でき
る。スイッチングの動作原理は複屈折制御による透過光
の位相変換であり、液晶セルのリタデーションをλ/2
（λ：波長）として進相軸をカラー偏光板の透過軸に対
し45°方向に位置するよう配置する。リタデーションが
λ/2となる液晶セルの適正ギャップはπセルの場合４〜
５μｍ、強誘電、反強誘電液晶セルの場合は１．５〜
２．５μｍである。カラー偏光板の組み合わせは互いに
補色にあるカラー偏光板を透過軸が直交するようにした
もの２組と、無彩色の偏光板１枚によって構成される。
液晶セルの電圧ＯＮ／ＯＦＦ制御により計４色の表示が
行えるが、ＲＧＢ３色と黒表示となるように組み合わせ
るのがより望ましい。
段は、ＲＧＢカラー３原色の光をそれぞれ透過するカラ
ーフィルタが分割されて設けられた回転円盤等である
が、特にＲＧＢカラー三原色を画像表示手段の表示する
ＲＧＢ画像に同期して切替えられるカラーシャッタが望
ましい。カラーシャッタは複数枚の有彩色（カラー）偏
光板と少なくとも2 枚の位相変調素子から構成されてい
る。位相変調素子の2 状態を外部から制御することによ
りカラーシャッタに入射する光の偏光面が回転もしくは
偏光変調され、偏光板に吸収される波長が選択されてＲ
ＧＢ表示が可能となる。位相変調素子には液晶セルの
他、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴなどの電気光学素子、ファラ
デー素子など、外場によって光透過時の位相特性が変調
可能な素子が使用可能である。位相変調素子として液晶
セルを使用する場合は、TN液晶をπツイスト配向させた
πセル、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など、約2ms 以
下でスイッチング可能かつ視野角の広いものが使用でき
る。スイッチングの動作原理は複屈折制御による透過光
の位相変換であり、液晶セルのリタデーションをλ/2
（λ：波長）として進相軸をカラー偏光板の透過軸に対
し45°方向に位置するよう配置する。リタデーションが
λ/2となる液晶セルの適正ギャップはπセルの場合４〜
５μｍ、強誘電、反強誘電液晶セルの場合は１．５〜
２．５μｍである。カラー偏光板の組み合わせは互いに
補色にあるカラー偏光板を透過軸が直交するようにした
もの２組と、無彩色の偏光板１枚によって構成される。
液晶セルの電圧ＯＮ／ＯＦＦ制御により計４色の表示が
行えるが、ＲＧＢ３色と黒表示となるように組み合わせ
るのがより望ましい。
【００１１】無吸収型偏光分離素子を用いた偏光手段に
よるカラーシャッタの光透過率向上効果は以下の作用に
よって得られる。偏光手段により反射された不所望の偏
光成分は自発光型画像表示手段の発光面、例えば蛍光体
面で多重反射を繰り返し偏光が解消する。そのため再帰
的に偏光手段に入射する光のうち一部の所望偏光成分が
透過し、残りの不所望偏光手段は再度反射されることと
なる。このような再帰反射を偏光手段と画像表示手段の
発光面間で繰り返すことにより画像表示手段の表示する
白黒画像に偏光特性を持たせることが可能となる。従っ
て、画像表示手段と画像表示手段の前面に設けた色表示
手段の間に偏光手段を設けることで色表示手段であるカ
ラーシャッタの入射側偏光板で吸収される光成分を減ら
すことができるため、結果としてカラーシャッタの透過
率を向上させることが可能となる。画像表示手段におけ
る画像表示面と偏光手段の位置関係は、再帰反射によっ
て生ずる２重像、コントラスト劣化を避けるため偏光手
段と画像表示面ができるだけ近接していることが望まし
い。また、偏光手段を設ける場合の最適な色表示手段に
おける偏光板の積層順は、偏光手段による色表示手段の
透過率向上効果が得られるように光入射側に無彩色の偏
光板を配置し、光出射側にカラー偏光板のうちで外光反
射によるコントラスト低下を最も低減することが可能な
Ｂ透過偏光板とすることが望ましい。
よるカラーシャッタの光透過率向上効果は以下の作用に
よって得られる。偏光手段により反射された不所望の偏
光成分は自発光型画像表示手段の発光面、例えば蛍光体
面で多重反射を繰り返し偏光が解消する。そのため再帰
的に偏光手段に入射する光のうち一部の所望偏光成分が
透過し、残りの不所望偏光手段は再度反射されることと
なる。このような再帰反射を偏光手段と画像表示手段の
発光面間で繰り返すことにより画像表示手段の表示する
白黒画像に偏光特性を持たせることが可能となる。従っ
て、画像表示手段と画像表示手段の前面に設けた色表示
手段の間に偏光手段を設けることで色表示手段であるカ
ラーシャッタの入射側偏光板で吸収される光成分を減ら
すことができるため、結果としてカラーシャッタの透過
率を向上させることが可能となる。画像表示手段におけ
る画像表示面と偏光手段の位置関係は、再帰反射によっ
て生ずる２重像、コントラスト劣化を避けるため偏光手
段と画像表示面ができるだけ近接していることが望まし
い。また、偏光手段を設ける場合の最適な色表示手段に
おける偏光板の積層順は、偏光手段による色表示手段の
透過率向上効果が得られるように光入射側に無彩色の偏
光板を配置し、光出射側にカラー偏光板のうちで外光反
射によるコントラスト低下を最も低減することが可能な
Ｂ透過偏光板とすることが望ましい。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について幾つか説明す
る。但し、本発明の構成は実施例に述べる実施形態にと
どまるものではなく、発明の実施形態および実施例にお
いて述べた構成の各部をさまざまに組み合わせた形態を
とることが可能であることはいうまでもない。
る。但し、本発明の構成は実施例に述べる実施形態にと
どまるものではなく、発明の実施形態および実施例にお
いて述べた構成の各部をさまざまに組み合わせた形態を
とることが可能であることはいうまでもない。
【００１３】（実施例１）本発明の実施例１について説
明する。図１は本発明の画像表示装置の構成を模式的に
示した図である。自発光型画像表示手段としてのＣＲＴ
１０１は通常の白黒ＣＲＴであり、特に図示しないがＲ
ＧＢのカラー画像信号をパラレル−シリアル変換、レー
ト変換処理によりＲＧＢ画像が通常のフレーム周期の３
倍、１８０Ｈｚで時分割表示されるようになっている。
色表示手段としてのカラーシャッタ１０２は液晶セル２
枚とカラー偏光板を組み合わせた液晶カラーシャッタで
あり、各々の液晶セルのＯＮ／ＯＦＦ状態の組み合わせ
４通りのうち３通りを使用してＲＧＢ表示が可能となっ
ている。ＣＲＴ１０１とカラーシャッタ１０２の間に偏
光手段としての偏光分離素子１０３が設けられている。
ＣＲＴ１０１から出射した光画像は偏光分離素子１０
３、カラーシャッタ１０２を透過してカラー表示される
ことになる。偏光分離素子１０３はＣＲＴ１０１の表示
ガラス面１０４の前面に密着している。偏光分離素子１
０３の材質は光学的に異方性を有するポリマーフィルム
であり、ガラス面１０４とは屈折率整合された透明接着
剤で界面反射を生じないよう接合されている。１０５は
電子銃、１０６は偏向ヨークである。
明する。図１は本発明の画像表示装置の構成を模式的に
示した図である。自発光型画像表示手段としてのＣＲＴ
１０１は通常の白黒ＣＲＴであり、特に図示しないがＲ
ＧＢのカラー画像信号をパラレル−シリアル変換、レー
ト変換処理によりＲＧＢ画像が通常のフレーム周期の３
倍、１８０Ｈｚで時分割表示されるようになっている。
色表示手段としてのカラーシャッタ１０２は液晶セル２
枚とカラー偏光板を組み合わせた液晶カラーシャッタで
あり、各々の液晶セルのＯＮ／ＯＦＦ状態の組み合わせ
４通りのうち３通りを使用してＲＧＢ表示が可能となっ
ている。ＣＲＴ１０１とカラーシャッタ１０２の間に偏
光手段としての偏光分離素子１０３が設けられている。
ＣＲＴ１０１から出射した光画像は偏光分離素子１０
３、カラーシャッタ１０２を透過してカラー表示される
ことになる。偏光分離素子１０３はＣＲＴ１０１の表示
ガラス面１０４の前面に密着している。偏光分離素子１
０３の材質は光学的に異方性を有するポリマーフィルム
であり、ガラス面１０４とは屈折率整合された透明接着
剤で界面反射を生じないよう接合されている。１０５は
電子銃、１０６は偏向ヨークである。
【００１４】図２は偏光分離素子１０３による偏光した
画像の表示原理を模式的に説明する図である。ＣＲＴの
蛍光体２０７（ガラス面の内側に形成されている）が発
光する光２０１は偏光状態を持たないため、その成分と
して紙面に平行に振動する直線偏光成分（Ｐ）と紙面に
対して垂直方向に振動する直線偏光成分（Ｓ）が均等に
含まれる。発光光２０１は偏光分離素子１０３によって
液晶カラーシャッタの入射側偏光板透過軸方向と等しい
Ｐ成分２０２は透過し、他方のＳ成分２０３は反射され
蛍光体に戻される。Ｓ成分２０３は蛍光体２０７内部で
反射され、再帰的に偏光分離素子１０３に入射するが、
その際の反射は散乱による拡散反射であるため偏光が解
消され、再度入射する光２０４は無偏光状態となる。こ
の光も透過成分２０５、反射成分２０６に分離されるの
で、このような多重反射を繰り返すことによって無偏光
であった蛍光体発光光を偏光光に変換することが可能で
ある。
画像の表示原理を模式的に説明する図である。ＣＲＴの
蛍光体２０７（ガラス面の内側に形成されている）が発
光する光２０１は偏光状態を持たないため、その成分と
して紙面に平行に振動する直線偏光成分（Ｐ）と紙面に
対して垂直方向に振動する直線偏光成分（Ｓ）が均等に
含まれる。発光光２０１は偏光分離素子１０３によって
液晶カラーシャッタの入射側偏光板透過軸方向と等しい
Ｐ成分２０２は透過し、他方のＳ成分２０３は反射され
蛍光体に戻される。Ｓ成分２０３は蛍光体２０７内部で
反射され、再帰的に偏光分離素子１０３に入射するが、
その際の反射は散乱による拡散反射であるため偏光が解
消され、再度入射する光２０４は無偏光状態となる。こ
の光も透過成分２０５、反射成分２０６に分離されるの
で、このような多重反射を繰り返すことによって無偏光
であった蛍光体発光光を偏光光に変換することが可能で
ある。
【００１５】図３は本実施例における液晶カラーシャッ
タ１０２の構成および液晶セルの透過率特性を説明する
図である。図３（ａ）は液晶カラーシャッタの構成図で
ある。液晶セルは複屈折Δｎ＝０．１２５、セルギャッ
プ２μｍの反強誘電性液晶セル３０１、３０２となって
おり、その前後に偏光板３０３〜３０７が挟まれてい
る。光入射側偏光板３０３は無彩色、その他の偏光板３
０４〜３０７はカラー偏光板であり、各々の色は順にシ
アン３０４、レッド３０５、イエロー３０６、ブルー３
０７となっている。とくに、光入射側偏光板３０３は偏
光透過軸が偏光分離素子１０３と同一の重要な膜であ
り、偏光分離素子１０３から照射される偏光透過軸の揃
った白黒画像に含まれるノイズを除去するもので観測者
が識別する最終カラー画像のコントラスト向上、Ｓ／Ｎ
比の向上等の効果を奏する。
タ１０２の構成および液晶セルの透過率特性を説明する
図である。図３（ａ）は液晶カラーシャッタの構成図で
ある。液晶セルは複屈折Δｎ＝０．１２５、セルギャッ
プ２μｍの反強誘電性液晶セル３０１、３０２となって
おり、その前後に偏光板３０３〜３０７が挟まれてい
る。光入射側偏光板３０３は無彩色、その他の偏光板３
０４〜３０７はカラー偏光板であり、各々の色は順にシ
アン３０４、レッド３０５、イエロー３０６、ブルー３
０７となっている。とくに、光入射側偏光板３０３は偏
光透過軸が偏光分離素子１０３と同一の重要な膜であ
り、偏光分離素子１０３から照射される偏光透過軸の揃
った白黒画像に含まれるノイズを除去するもので観測者
が識別する最終カラー画像のコントラスト向上、Ｓ／Ｎ
比の向上等の効果を奏する。
【００１６】図３（ｂ）は液晶セルの透過率特性を説明
する図である。液晶セル３０１、３０２において電圧＋
Ｖ、−Ｖを印加した場合の進相軸Ｆは互いに４５°を成
しており、偏光板３０３の偏光透過軸Ｐを互いに直交す
るように配置した場合、電圧透過率特性はグラフに示す
ように＋Ｖ／−Ｖの直流電圧印加により明暗のスイッチ
ングすなわち入射光偏光軸の９０°／０°スイッチング
が行えるようになっている。図３（ｃ）は、液晶セル３
０１、３０２のＶ―Ｔ特性である。
する図である。液晶セル３０１、３０２において電圧＋
Ｖ、−Ｖを印加した場合の進相軸Ｆは互いに４５°を成
しており、偏光板３０３の偏光透過軸Ｐを互いに直交す
るように配置した場合、電圧透過率特性はグラフに示す
ように＋Ｖ／−Ｖの直流電圧印加により明暗のスイッチ
ングすなわち入射光偏光軸の９０°／０°スイッチング
が行えるようになっている。図３（ｃ）は、液晶セル３
０１、３０２のＶ―Ｔ特性である。
【００１７】図４（ａ）は液晶カラーシャッタ１０２に
おいて、液晶セル３０１、３０２に印加する電圧と色表
示の対応を説明する図である。偏光板３０３〜３０７の
各偏光透過特性は図中下側に示した。例えば、光入射側
の無彩色偏光板３０３の透過軸方向は紙面に対して平行
方向であり、光出射側のブルー偏光板３０７では紙面に
平行な偏光成分を透過（透過軸）する一方、垂直な偏光
成分はＢ成分のみ透過しその他のＲＧ成分を吸収する
（吸収軸）。これらの配置において、液晶セル３０１、
３０２に電圧Ｖの極性に対応する表示色を図４（ｂ）に
示した。例えば−Ｖが印加された液晶セル３０１は入射
偏光を回転せずそのまま出射するので無彩色偏光板３０
３を透過した直線偏光はシアン偏光板３０４では吸収さ
れずレッド偏光板３０５透過時にＧＢ成分が吸収され
る。透過したＲ成分は＋Ｖが印加された液晶セル３０２
によって偏光が９０°回転され、イエロー偏光板３０
６、ブルー偏光板３０７透過時にも吸収されることなく
Ｒ偏光成分がそのまま出射されるのでレッドが表示され
る。
おいて、液晶セル３０１、３０２に印加する電圧と色表
示の対応を説明する図である。偏光板３０３〜３０７の
各偏光透過特性は図中下側に示した。例えば、光入射側
の無彩色偏光板３０３の透過軸方向は紙面に対して平行
方向であり、光出射側のブルー偏光板３０７では紙面に
平行な偏光成分を透過（透過軸）する一方、垂直な偏光
成分はＢ成分のみ透過しその他のＲＧ成分を吸収する
（吸収軸）。これらの配置において、液晶セル３０１、
３０２に電圧Ｖの極性に対応する表示色を図４（ｂ）に
示した。例えば−Ｖが印加された液晶セル３０１は入射
偏光を回転せずそのまま出射するので無彩色偏光板３０
３を透過した直線偏光はシアン偏光板３０４では吸収さ
れずレッド偏光板３０５透過時にＧＢ成分が吸収され
る。透過したＲ成分は＋Ｖが印加された液晶セル３０２
によって偏光が９０°回転され、イエロー偏光板３０
６、ブルー偏光板３０７透過時にも吸収されることなく
Ｒ偏光成分がそのまま出射されるのでレッドが表示され
る。
【００１８】図５は本実施例における液晶カラーシャッ
タの偏光板透過率の可能な組み合わせを示した図であ
る。この表において、偏光板３０４と３０５、３０６と
３０７の列を入れ替えても良いが、偏光板３０３を光入
射側に配し、偏光板３０３の偏光透過軸Ａと偏光分離素
子の偏光透過軸を一致するように配置しなくてはならな
いということは言うまでもない。また、表示画面の観測
側に対し最も手前、光出射面に面する偏光板３０７は外
光反射を最も低減可能なブルー偏光板とすることが好ま
しい。以上の構成によって、従来の画像表示装置に比べ
光学的に効率で約２倍良い、即ち２倍明るい高精細な画
像表示装置を提供することができると言う効果を有す
る。
タの偏光板透過率の可能な組み合わせを示した図であ
る。この表において、偏光板３０４と３０５、３０６と
３０７の列を入れ替えても良いが、偏光板３０３を光入
射側に配し、偏光板３０３の偏光透過軸Ａと偏光分離素
子の偏光透過軸を一致するように配置しなくてはならな
いということは言うまでもない。また、表示画面の観測
側に対し最も手前、光出射面に面する偏光板３０７は外
光反射を最も低減可能なブルー偏光板とすることが好ま
しい。以上の構成によって、従来の画像表示装置に比べ
光学的に効率で約２倍良い、即ち２倍明るい高精細な画
像表示装置を提供することができると言う効果を有す
る。
【００１９】（実施例２）図６は本発明の実施例２につ
いてその構造を示した図である。本実施例では偏光分離
素子１０３にコレステリック性液晶ポリマー層５０１お
よびλ／４波長フィルム５０２を設けたことを特徴とす
る。以下の実施例の説明では、実施例１と同一部分は同
一番号を付し、その詳細を省略する。コレステリック性
液晶ポリマー層５０１はフィルムとして実施例１のよう
に表示ガラス面１０４に密着して貼り付けてもよいが、
以下の方法で表示ガラス面１０４上に一体化して形成す
ることができる。紫外線硬化型コレステリック性液晶モ
ノマーと紫外線硬化開始剤をトルエンなどの揮発性溶剤
に所定の混合比で溶かし、表示ガラス面上にスピナーで
塗布を行う。溶媒を揮発させた後、配向処理を行い紫外
線照射によりポリマー化する。この一連の操作を必要回
数繰り返すことで偏光分離素子を形成し、最後に保護層
を兼ねてλ／４波長フィルムを貼付する。
いてその構造を示した図である。本実施例では偏光分離
素子１０３にコレステリック性液晶ポリマー層５０１お
よびλ／４波長フィルム５０２を設けたことを特徴とす
る。以下の実施例の説明では、実施例１と同一部分は同
一番号を付し、その詳細を省略する。コレステリック性
液晶ポリマー層５０１はフィルムとして実施例１のよう
に表示ガラス面１０４に密着して貼り付けてもよいが、
以下の方法で表示ガラス面１０４上に一体化して形成す
ることができる。紫外線硬化型コレステリック性液晶モ
ノマーと紫外線硬化開始剤をトルエンなどの揮発性溶剤
に所定の混合比で溶かし、表示ガラス面上にスピナーで
塗布を行う。溶媒を揮発させた後、配向処理を行い紫外
線照射によりポリマー化する。この一連の操作を必要回
数繰り返すことで偏光分離素子を形成し、最後に保護層
を兼ねてλ／４波長フィルムを貼付する。
【００２０】図７は光分離素子１０３にコレステリック
性液晶ポリマー層を用いた場合の偏光した画像の表示原
理を模式的に説明する図である。コレステリック性液晶
は図７（ａ）に示すように平均屈折率と螺旋ピッチから
決定される波長λ0 を中心に複屈折Δｎとピッチから決
定される干渉域Δλ0 に渡って円偏光選択性を有する。
干渉域以外は全透過するので、それぞれ異なる螺旋ピッ
チあるいは屈折率を有するコレステリック液晶層を複数
層積層することで全可視波長領域に渡る偏光分離素子を
形成することができる。この場合、実施例1 の図２に示
したように蛍光体面２０７と偏光分離素子５０１間の多
重反射により偏光変換作用を受けるが、偏光分離素子を
透過する偏光光６０２、６０５は円偏光であるため、λ
／４波長フィルム５０２を設けることによって液晶カラ
ーシャッタの入射側偏光板３０３の偏光透過軸方向に一
致するような直線偏光２０２、２０５に変換することが
できる（図７（ｂ））。以上の構成によって、実施例１
と同一の効果を奏することに加え、コレステリック液晶
層の干渉域が有する波長の帯域制限による色純度の向上
という効果も奏する。
性液晶ポリマー層を用いた場合の偏光した画像の表示原
理を模式的に説明する図である。コレステリック性液晶
は図７（ａ）に示すように平均屈折率と螺旋ピッチから
決定される波長λ0 を中心に複屈折Δｎとピッチから決
定される干渉域Δλ0 に渡って円偏光選択性を有する。
干渉域以外は全透過するので、それぞれ異なる螺旋ピッ
チあるいは屈折率を有するコレステリック液晶層を複数
層積層することで全可視波長領域に渡る偏光分離素子を
形成することができる。この場合、実施例1 の図２に示
したように蛍光体面２０７と偏光分離素子５０１間の多
重反射により偏光変換作用を受けるが、偏光分離素子を
透過する偏光光６０２、６０５は円偏光であるため、λ
／４波長フィルム５０２を設けることによって液晶カラ
ーシャッタの入射側偏光板３０３の偏光透過軸方向に一
致するような直線偏光２０２、２０５に変換することが
できる（図７（ｂ））。以上の構成によって、実施例１
と同一の効果を奏することに加え、コレステリック液晶
層の干渉域が有する波長の帯域制限による色純度の向上
という効果も奏する。
【００２１】（実施例３）図８は本発明の実施例３の構
成を説明する図である。本実施例の特徴は、偏光分離素
子１０３をＣＲＴの表示ガラス面１０４の内側に設けた
ことを特徴としている。その他の点は、実施例１と同一
である。実施例１、２に示したように、偏光分離素子１
０３と蛍光体２０７が表示ガラス面１０４を介している
と、光路差のために多重反射の際に生ずる散乱によって
表示画像がぼやけ、高い空間周波数を有する画像を表示
した際にコントラストが劣化するという問題を有する。
偏光分離素子１０３をＣＲＴ内部に設けることで光路差
を最小限に保ち、解像度が高くコントラストに優れた偏
光画像を生じさせることが可能となる。偏光分離素子１
０３はＣＲＴの真空度を保つために、マイクロプリズム
状の偏光ビームスプリッタなど無機系材料を使用するの
が最も好ましいが、蛍光体２０７と偏光分離素子１０３
間にTPX 、PP、EVOHなどのガスバリア層７０１を設ける
ことによって有機系偏光分離素子を使用することが可能
になる。
成を説明する図である。本実施例の特徴は、偏光分離素
子１０３をＣＲＴの表示ガラス面１０４の内側に設けた
ことを特徴としている。その他の点は、実施例１と同一
である。実施例１、２に示したように、偏光分離素子１
０３と蛍光体２０７が表示ガラス面１０４を介している
と、光路差のために多重反射の際に生ずる散乱によって
表示画像がぼやけ、高い空間周波数を有する画像を表示
した際にコントラストが劣化するという問題を有する。
偏光分離素子１０３をＣＲＴ内部に設けることで光路差
を最小限に保ち、解像度が高くコントラストに優れた偏
光画像を生じさせることが可能となる。偏光分離素子１
０３はＣＲＴの真空度を保つために、マイクロプリズム
状の偏光ビームスプリッタなど無機系材料を使用するの
が最も好ましいが、蛍光体２０７と偏光分離素子１０３
間にTPX 、PP、EVOHなどのガスバリア層７０１を設ける
ことによって有機系偏光分離素子を使用することが可能
になる。
【００２２】（実施例４）図９は本発明の実施例４を示
す図である。本実施例は偏光分離素子１０３が透明中間
膜８０２を介して表示ガラス面１０４と後側ガラスプレ
ート８０１の間に埋め込まれていることを特徴としてい
る。その他の点は、実施例１と同一である。この構造
は、例えば透明中間膜として東ソー製のエチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）系合わせガラス中間膜メルセ
ンＧ（150 μm 厚）を用い、偏光分離素子として住友３
Ｍ製ＤＢＥＦ（130 μm 厚）とフェースガラス、後側ガ
ラスプレート（0.3 〜0.7 ｍｍ厚）を減圧、加熱処理
（例えば３０Torr、１００℃、１０分間加熱）により接
着することで得ることができる。８０３は蛍光体であ
る。このような構造とすることで、前面の厚ガラスで強
度を確保しつつ、偏光分離素子と蛍光体面間の距離を１
ｍｍ以内とすることができるため画像表示劣化をほとん
ど生じない。また、蛍光体面側はガラス面となるのでガ
ス混入による真空度劣化を防ぐことが可能となる。
す図である。本実施例は偏光分離素子１０３が透明中間
膜８０２を介して表示ガラス面１０４と後側ガラスプレ
ート８０１の間に埋め込まれていることを特徴としてい
る。その他の点は、実施例１と同一である。この構造
は、例えば透明中間膜として東ソー製のエチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）系合わせガラス中間膜メルセ
ンＧ（150 μm 厚）を用い、偏光分離素子として住友３
Ｍ製ＤＢＥＦ（130 μm 厚）とフェースガラス、後側ガ
ラスプレート（0.3 〜0.7 ｍｍ厚）を減圧、加熱処理
（例えば３０Torr、１００℃、１０分間加熱）により接
着することで得ることができる。８０３は蛍光体であ
る。このような構造とすることで、前面の厚ガラスで強
度を確保しつつ、偏光分離素子と蛍光体面間の距離を１
ｍｍ以内とすることができるため画像表示劣化をほとん
ど生じない。また、蛍光体面側はガラス面となるのでガ
ス混入による真空度劣化を防ぐことが可能となる。
【００２３】（実施例５）図１０は本発明の実施例５を
示す図である。本実施例はゲストーホスト液晶からなる
カラーシャッタ１００１を用いたことを特徴としてい
る。本実施例のカラーシャッタの詳細と偏光分離素子１
０３の光学配置との関係を図１１に示す。ゲストーホス
ト液晶セル１１０２は３層構造を成しており、それぞれ
の層には３原色であるＲ、Ｇ、Ｂ色を呈する２色性色素
が溶解されており、各層は独立に電圧を印加することが
可能であり着色／透明を制御できるようになっている。
各層の液晶は着色時にはＡ軸方向に吸収軸を有するホモ
ジニアス構造をとっており、透明時にはホメオトロピッ
ク配向となる。ゲストーホスト液晶の光入射側には偏光
透過軸をＡ、吸収軸をＡ' に持つ偏光板１１０１が設け
られている。図示はしないが偏光分離素子１０３の偏光
透過軸方向はＡである。
示す図である。本実施例はゲストーホスト液晶からなる
カラーシャッタ１００１を用いたことを特徴としてい
る。本実施例のカラーシャッタの詳細と偏光分離素子１
０３の光学配置との関係を図１１に示す。ゲストーホス
ト液晶セル１１０２は３層構造を成しており、それぞれ
の層には３原色であるＲ、Ｇ、Ｂ色を呈する２色性色素
が溶解されており、各層は独立に電圧を印加することが
可能であり着色／透明を制御できるようになっている。
各層の液晶は着色時にはＡ軸方向に吸収軸を有するホモ
ジニアス構造をとっており、透明時にはホメオトロピッ
ク配向となる。ゲストーホスト液晶の光入射側には偏光
透過軸をＡ、吸収軸をＡ' に持つ偏光板１１０１が設け
られている。図示はしないが偏光分離素子１０３の偏光
透過軸方向はＡである。
【００２４】カラーシャッタ１００１において例えばＲ
表示を行う場合、Ｒ色を呈する２色性色素を含有する液
晶層をホモジニアス配向によって着色し、他の２つの液
晶層をホメオトロピック配向として透過状態にすればよ
い。この時、偏光分離素子１０３を透過してきたＡ軸方
向に偏光した光は偏光板１１０１では吸収されず、Ｒ液
晶層の２色性色素によってＧＢ波長成分が吸収されるこ
とで所望のＲ表示となる。一方、偏光分離素子１０３で
変換されずに出射されてきた光は、ゲストーホスト液晶
セルの光吸収軸に直交するＡ' 軸方向に偏光しており液
晶セルでは光吸収を受けないが、液晶セル１１０２の入
射側に設けられた偏光板１１０１によって完全に吸収さ
れる。従って、カラーフィルタ１００１の色純度を劣化
させることなく、効率よく色表示が行える。
表示を行う場合、Ｒ色を呈する２色性色素を含有する液
晶層をホモジニアス配向によって着色し、他の２つの液
晶層をホメオトロピック配向として透過状態にすればよ
い。この時、偏光分離素子１０３を透過してきたＡ軸方
向に偏光した光は偏光板１１０１では吸収されず、Ｒ液
晶層の２色性色素によってＧＢ波長成分が吸収されるこ
とで所望のＲ表示となる。一方、偏光分離素子１０３で
変換されずに出射されてきた光は、ゲストーホスト液晶
セルの光吸収軸に直交するＡ' 軸方向に偏光しており液
晶セルでは光吸収を受けないが、液晶セル１１０２の入
射側に設けられた偏光板１１０１によって完全に吸収さ
れる。従って、カラーフィルタ１００１の色純度を劣化
させることなく、効率よく色表示が行える。
【００２５】本実施例ではＲ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）３原色の２色性色素の代わりにＣ
（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の２色性
色素を使用することも可能である。例えばＲを表示する
場合はＭとＹの液晶層をホモジニアス配向として着色さ
せ、Ｃ層をホメオトロピック配向として透明とすればよ
い。
ン）、Ｂ（ブルー）３原色の２色性色素の代わりにＣ
（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の２色性
色素を使用することも可能である。例えばＲを表示する
場合はＭとＹの液晶層をホモジニアス配向として着色さ
せ、Ｃ層をホメオトロピック配向として透明とすればよ
い。
【００２６】また、偏光板１１０１を設けずに着色時の
液晶配列をホモジニアス配向ではなくねじれ螺旋構造を
持たせてもよい。この場合は光強度の大きいＡ軸方向に
偏光成分を有する光を最も効率よく着色させるために液
晶セルの光入射面側基板のラビング方向をＡ方向に一致
させるのが最も好ましい。更にＣＭＹ色素を使用する場
合は液晶のツイスト角を１８０°の倍数に設定するかも
しくは位相差フィルムを間に設けることで液晶セルを出
射する光の支配的な偏光方向を次段の液晶セルの光入射
側ラビング方向に一致させることが望ましい。以上の構
成によって、実施例１と同一の効果を奏することに加
え、偏光板の数を低減するという効果を奏する。
液晶配列をホモジニアス配向ではなくねじれ螺旋構造を
持たせてもよい。この場合は光強度の大きいＡ軸方向に
偏光成分を有する光を最も効率よく着色させるために液
晶セルの光入射面側基板のラビング方向をＡ方向に一致
させるのが最も好ましい。更にＣＭＹ色素を使用する場
合は液晶のツイスト角を１８０°の倍数に設定するかも
しくは位相差フィルムを間に設けることで液晶セルを出
射する光の支配的な偏光方向を次段の液晶セルの光入射
側ラビング方向に一致させることが望ましい。以上の構
成によって、実施例１と同一の効果を奏することに加
え、偏光板の数を低減するという効果を奏する。
【００２７】（実施例６）図１２は本発明の実施例６を
示す図である。本実施例はＥＣＢ（複屈折電界制御）動
作モードを使用した液晶カラーシャッタ１２０１を用い
たことを特徴としている。本実施例のカラーシャッタの
詳細と偏光分離素子１０３の光学配置との関係を図１３
に示す。
示す図である。本実施例はＥＣＢ（複屈折電界制御）動
作モードを使用した液晶カラーシャッタ１２０１を用い
たことを特徴としている。本実施例のカラーシャッタの
詳細と偏光分離素子１０３の光学配置との関係を図１３
に示す。
【００２８】ＥＣＢ液晶セルは通常平行ニコルの偏光板
１３０１、１３０４間に位相差フィルム１３０２、液晶
セル１３０３が挟持されている構成となっている。偏光
板１３０１、１３０４の偏光透過軸をＡとすると、位相
差フィルム１３０２及び液晶セル１３０３によってＲＧ
Ｂ各色成分はそれぞれ異なる楕円偏光となる。液晶セル
１３０３に所定の電圧を印加することによって液晶の配
列を制御し、それによって各色成分の楕円偏光状態を制
御することが可能となる。図１３右はＲ表示を行ってい
る際の各色の楕円偏光状態を示す。図中に明示していな
いが、光をカラーシャッタ１２０１に効率よく入射させ
るためには偏光分離素子１０３の偏光透過軸は偏光板１
３０１の偏光透過軸、すなわちＡ軸方向に一致している
のが望ましいのは言うまでもない。
１３０１、１３０４間に位相差フィルム１３０２、液晶
セル１３０３が挟持されている構成となっている。偏光
板１３０１、１３０４の偏光透過軸をＡとすると、位相
差フィルム１３０２及び液晶セル１３０３によってＲＧ
Ｂ各色成分はそれぞれ異なる楕円偏光となる。液晶セル
１３０３に所定の電圧を印加することによって液晶の配
列を制御し、それによって各色成分の楕円偏光状態を制
御することが可能となる。図１３右はＲ表示を行ってい
る際の各色の楕円偏光状態を示す。図中に明示していな
いが、光をカラーシャッタ１２０１に効率よく入射させ
るためには偏光分離素子１０３の偏光透過軸は偏光板１
３０１の偏光透過軸、すなわちＡ軸方向に一致している
のが望ましいのは言うまでもない。
【００２９】また、色純度を高めるためにはＣＲＴ蛍光
体の発光特性をＲＧＢにそれぞれピーク波長を有する３
波長型とするか、もしくは所望の波長のみを通過する誘
電体多層膜などからなるＲＧＢ狭帯域透過フィルタを設
けるのが効果的である。
体の発光特性をＲＧＢにそれぞれピーク波長を有する３
波長型とするか、もしくは所望の波長のみを通過する誘
電体多層膜などからなるＲＧＢ狭帯域透過フィルタを設
けるのが効果的である。
【００３０】（実施例７）図１４は本発明の実施例７を
示す図である。本実施例はコレステリック液晶の選択反
射モードを使用した液晶カラーシャッタ１４０１を用い
たことを特徴としている。本実施例のカラーシャッタの
詳細を図１５に示す。コレステリック液晶は、基板に垂
直な方向に螺旋軸を有するプレーナ相において、特定の
波長域に対し円偏光選択反射性を有する。ＲＧＢ波長域
に反射特性を有するコレステリック液晶セル１５０２を
３層設け、独立に電圧制御することでプレーナ相と螺旋
が消失し透過状態となるホメオトロピック相を選択す
る。液晶セル１５０２の光入射側には偏光分離素子１０
３の出射する直線偏光を円偏光に変換するための１／４
波長フィルム１５０１を設けている。円偏光の方向は液
晶セル１５０２で全反射される方向とする。
示す図である。本実施例はコレステリック液晶の選択反
射モードを使用した液晶カラーシャッタ１４０１を用い
たことを特徴としている。本実施例のカラーシャッタの
詳細を図１５に示す。コレステリック液晶は、基板に垂
直な方向に螺旋軸を有するプレーナ相において、特定の
波長域に対し円偏光選択反射性を有する。ＲＧＢ波長域
に反射特性を有するコレステリック液晶セル１５０２を
３層設け、独立に電圧制御することでプレーナ相と螺旋
が消失し透過状態となるホメオトロピック相を選択す
る。液晶セル１５０２の光入射側には偏光分離素子１０
３の出射する直線偏光を円偏光に変換するための１／４
波長フィルム１５０１を設けている。円偏光の方向は液
晶セル１５０２で全反射される方向とする。
【００３１】この構造で例えばＲ表示を行う場合、Ｒ反
射液晶セルをホメオトロピック相、Ｂ、Ｇ反射液晶セル
をプレーナ相とする。液晶セル１５０２に入射してきた
光成分のうち、Ｂ、Ｇ成分は反射されるため、残ったＲ
成分のみが透過することでＲ表示が可能となる。
射液晶セルをホメオトロピック相、Ｂ、Ｇ反射液晶セル
をプレーナ相とする。液晶セル１５０２に入射してきた
光成分のうち、Ｂ、Ｇ成分は反射されるため、残ったＲ
成分のみが透過することでＲ表示が可能となる。
【００３２】本実施例において色純度を高めるためには
液晶中に色素を溶解させたり、３波長発光型の蛍光体を
用いるのが望ましい。更には余分な偏光成分を除去する
ため１／４位相差フィルム１５０１の光入射面側に偏光
分離素子１０３の偏光透過軸と同方向に偏光透過軸を有
する偏光板を付加してもよい。また、実施例２に挙げた
ように、偏光分離素子１０３にコレステリック液晶を使
用する場合、両者の１／４波長フィルム１５０１を省略
して、偏光分離素子を透過する円偏光成分がプレーナ相
における液晶セルの反射光となるような配置をとっても
構わない。
液晶中に色素を溶解させたり、３波長発光型の蛍光体を
用いるのが望ましい。更には余分な偏光成分を除去する
ため１／４位相差フィルム１５０１の光入射面側に偏光
分離素子１０３の偏光透過軸と同方向に偏光透過軸を有
する偏光板を付加してもよい。また、実施例２に挙げた
ように、偏光分離素子１０３にコレステリック液晶を使
用する場合、両者の１／４波長フィルム１５０１を省略
して、偏光分離素子を透過する円偏光成分がプレーナ相
における液晶セルの反射光となるような配置をとっても
構わない。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の画像表示装置に比べ光学的に効率の良い、明るく高精
細な画像表示装置を提供することができる。
の画像表示装置に比べ光学的に効率の良い、明るく高精
細な画像表示装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施例１において画像表示装置の構成
を模式的に示した図
を模式的に示した図
【図２】本発明の実施例１において偏光分離素子１０３
による偏光した画像の表示原理を模式的に説明する図
による偏光した画像の表示原理を模式的に説明する図
【図３】本発明の実施例１において液晶カラーシャッタ
１０２の構成および液晶セルの透過率特性を説明する図
１０２の構成および液晶セルの透過率特性を説明する図
【図４】本発明の実施例１における液晶カラーシャッタ
１０２において、液晶セル３０１、３０２に印加する電
圧と色表示の対応を説明する図
１０２において、液晶セル３０１、３０２に印加する電
圧と色表示の対応を説明する図
【図５】本発明の実施例１において液晶カラーシャッタ
の偏光板透過率の可能な組み合わせを示した図
の偏光板透過率の可能な組み合わせを示した図
【図５】本発明の実施例１において画像表示装置の構成
を模式的に示した図
を模式的に示した図
【図６】本発明の実施例２の構成を説明する図
【図７】本発明の実施例２において光分離素子１０３に
コレステリック性液晶ポリマー層を用いた場合の偏光し
た画像の表示原理を模式的に説明する図
コレステリック性液晶ポリマー層を用いた場合の偏光し
た画像の表示原理を模式的に説明する図
【図８】本発明の実施例３の構成を説明する図
【図９】本発明の実施例４の構成を説明する図
【図１０】本発明の実施例５において画像表示装置の構
成を模式的に示した図
成を模式的に示した図
【図１１】実施例５におけるカラーシャッタの詳細と偏
光分離素子の光学配置との関係を示した図
光分離素子の光学配置との関係を示した図
【図１２】本発明の実施例６において画像表示装置の構
成を模式的に示した図
成を模式的に示した図
【図１３】実施例６におけるカラーシャッタの詳細と偏
光分離素子の光学配置との関係を示した図
光分離素子の光学配置との関係を示した図
【図１４】本発明の実施例７において画像表示装置の構
成を模式的に示した図
成を模式的に示した図
【図１５】実施例７におけるカラーシャッタの詳細示し
た図
た図
１０１・・・ ＣＲＴ １０２・・・ 液晶カラーシャッタ １０３、５０１・・・ 偏光分離素子 １０４・・・ 表示ガラス面 ２０１、６０１・・・ 蛍光体発光光 ２０２、２０３、２０５、２０６、６０２、６０３、６
０５、６０６・・・ 偏光光 ２０４、６０４・・・ 無偏光光 ２０７・・・ 蛍光体 ３０１、３０２・・・ 液晶セル ３０３〜３０７・・・ 偏光板 ５０２・・・ λ／４波長フィルム ７０１・・・ ガスバリア層 ７０２・・・ バックメタル ８０２・・・ 透明中間膜
０５、６０６・・・ 偏光光 ２０４、６０４・・・ 無偏光光 ２０７・・・ 蛍光体 ３０１、３０２・・・ 液晶セル ３０３〜３０７・・・ 偏光板 ５０２・・・ λ／４波長フィルム ７０１・・・ ガスバリア層 ７０２・・・ バックメタル ８０２・・・ 透明中間膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 31/24 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (56)参考文献 特開 昭60−194426（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−77691（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−271892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−20432（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13357 G02F 1/1335 510 G09F 9/00 322 H01J 29/12 H01J 29/89 H01J 31/24
Claims (1)
- 【請求項１】 色の３原色に相当する白黒画像を時分割
で表示する自発光型画像表示手段と、 前記自発光型画像表示手段の光出射側に設けられ、無彩
色偏光板、第１の液晶セル、複数からなる第１のカラー
偏光板、第２の液晶セル及び複数からなる第２のカラー
偏光板を光出射方向に向かって順に積層してなり、前記
白黒画像を所定の偏光透過軸で入射して３原色に相当す
る前記白黒画像を時分割で出力する液晶カラーシャッタ
とを具備し、 前記自発光型画像表示手段は、光出射方向に向かって順
に積層される、蛍光体、後側ガラスプレート、第１の透
明中間膜、前記各白黒画像を前記所定の偏光透過軸とな
るよう偏光特性を持たせて透過させる偏光分離素子、第
２の透明中間膜及びフェースガラスを有 することを特徴
とする画像表示装置。
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| US09/149,041 US6333724B1 (en) | 1997-09-08 | 1998-09-08 | Display device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24272497A JP3300642B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 画像表示装置 |
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|---|---|
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Family
ID=17093313
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|---|---|---|---|
| JP24272497A Expired - Fee Related JP3300642B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 画像表示装置 |
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1998
- 1998-09-08 US US09/149,041 patent/US6333724B1/en not_active Expired - Fee Related
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