JP3329525B2 - ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法 - Google Patents
ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いたカ
ラーフィルターのカラーバランス補正方法に係わり、特
に、ホログラムを用いてバックライトの利用効率向上を
図った液晶表示装置用カラーフィルターのカラーバラン
ス補正方法に関するものである。
ラーフィルターのカラーバランス補正方法に係わり、特
に、ホログラムを用いてバックライトの利用効率向上を
図った液晶表示装置用カラーフィルターのカラーバラン
ス補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、カラーフィルターを用いたカ
ラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライ
トは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液
晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけで
は、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に
下記に示す理由が挙げられる。
ラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライ
トは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液
晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけで
は、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に
下記に示す理由が挙げられる。
【０００３】各色のセル以外のブラック・マトリック
スが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄にな
る。 各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限さ
れてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしま
う。 カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
スが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄にな
る。 各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限さ
れてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしま
う。 カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
【０００４】このような問題を解決すべく、図５に示す
ように、例えばマイクロレンズアレー２をカラーフィル
ター１の前面に設置し、白色光のバックライト３をそれ
ぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるよう
にすることにより、バックライト３の利用効率を上げる
方法が従来より知られている。なお、図５において、符
号４はカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ間に設けられた
ブラック・マトリックスを示す。
ように、例えばマイクロレンズアレー２をカラーフィル
ター１の前面に設置し、白色光のバックライト３をそれ
ぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるよう
にすることにより、バックライト３の利用効率を上げる
方法が従来より知られている。なお、図５において、符
号４はカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ間に設けられた
ブラック・マトリックスを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ
へ分光して照射することはできないために、上記に示
す問題の解決はできない。
法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ
へ分光して照射することはできないために、上記に示
す問題の解決はできない。
【０００６】このような状況に鑑み、本発明者は、特願
平５−１２１７０号、同５−９７５１７号において、液
晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させる
ために、従来のカラーフィルターと共に用いるホログラ
ムを利用したカラーフィルター、及び、従来のカラーフ
ィルターの代わりに用いるホログラムを利用したカラー
フィルターを提案した。
平５−１２１７０号、同５−９７５１７号において、液
晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させる
ために、従来のカラーフィルターと共に用いるホログラ
ムを利用したカラーフィルター、及び、従来のカラーフ
ィルターの代わりに用いるホログラムを利用したカラー
フィルターを提案した。
【０００７】ところで、本発明者の提案に係る上記のホ
ログラムを用いたカラーフィルターにおいては、波長分
散のために回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
いホログラムを用いるが、実際には、回折理論自身から
またホログラムに厚さがあるため、波長に応じてその回
折効率が異なってしまう。特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色によ
るカラー液晶表示のためのホログラムカラーフィルター
においては、山形の形状をなす回折効率のピークを真ん
中の波長Ｇの領域に位置させてバランスをとるようにす
るのが望ましく、Ｇ波長領域に回折効率のピークが位置
するように構成しなくてはならないため、Ｒの波長領域
及びＢの波長領域の回折効率は、Ｇの波長領域に比較し
て低下してしまう。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色におけ
る強度の不揃いが生じ、カラー表示を行う際にカラーバ
ランス不良として現れてしまう。
ログラムを用いたカラーフィルターにおいては、波長分
散のために回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
いホログラムを用いるが、実際には、回折理論自身から
またホログラムに厚さがあるため、波長に応じてその回
折効率が異なってしまう。特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色によ
るカラー液晶表示のためのホログラムカラーフィルター
においては、山形の形状をなす回折効率のピークを真ん
中の波長Ｇの領域に位置させてバランスをとるようにす
るのが望ましく、Ｇ波長領域に回折効率のピークが位置
するように構成しなくてはならないため、Ｒの波長領域
及びＢの波長領域の回折効率は、Ｇの波長領域に比較し
て低下してしまう。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色におけ
る強度の不揃いが生じ、カラー表示を行う際にカラーバ
ランス不良として現れてしまう。
【０００８】カラー液晶表示装置では、適切な色再現を
するために、カラーバランスをとる必要がある。例えば
従来型のカラーフィルターを用いた液晶表示装置では、
各カラーフィルターの透過率、透過波長域を適切に設定
してカラーバランスを補正している。また、このような
補正法以外にも、表示駆動回路系の設定を色毎に変えて
補正することもある。
するために、カラーバランスをとる必要がある。例えば
従来型のカラーフィルターを用いた液晶表示装置では、
各カラーフィルターの透過率、透過波長域を適切に設定
してカラーバランスを補正している。また、このような
補正法以外にも、表示駆動回路系の設定を色毎に変えて
補正することもある。
【０００９】このような補正方法は、当然、ホログラム
カラーフィルターを用いる場合にも必要である。ホログ
ラムを使用したカラーフィルターでは、主に下記の２つ
の原因によりカラーバランスが崩れる場合がある。 回折効率が可視域中で完全には一定ではないので、
例えば色画素としてＲ、Ｇ、Ｂ３色を使用する場合、透
過率強度が不均一になる。 各液晶セルの開口部とそこに入射するホログラムか
らの分散回折光の波長域とが一致せず、適切なカラー表
示が行えない。
カラーフィルターを用いる場合にも必要である。ホログ
ラムを使用したカラーフィルターでは、主に下記の２つ
の原因によりカラーバランスが崩れる場合がある。 回折効率が可視域中で完全には一定ではないので、
例えば色画素としてＲ、Ｇ、Ｂ３色を使用する場合、透
過率強度が不均一になる。 各液晶セルの開口部とそこに入射するホログラムか
らの分散回折光の波長域とが一致せず、適切なカラー表
示が行えない。
【００１０】本発明はこのようなホログラムカラーフィ
ルターを用いる場合の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ホログラムカラーフィルターの回折効
率の不均一性及び表示色セルと分散回折光の波長域とが
一致しないことにより崩れたカラーバランスを補正する
方法を提供することである。
ルターを用いる場合の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ホログラムカラーフィルターの回折効
率の不均一性及び表示色セルと分散回折光の波長域とが
一致しないことにより崩れたカラーバランスを補正する
方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正
方法は、ホログラムを用いて入射光を回折、分光させ、
その分光された回折光の各色に対応する波長域のみを所
定の開口を通して別々に取り出す方式のホログラムカラ
ーフィルターにおいて、設定する各開口の位置あるいは
面積の少なくとも何れかを変えることによって、カラー
バランスを補正することを特徴とする方法である。
明のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正
方法は、ホログラムを用いて入射光を回折、分光させ、
その分光された回折光の各色に対応する波長域のみを所
定の開口を通して別々に取り出す方式のホログラムカラ
ーフィルターにおいて、設定する各開口の位置あるいは
面積の少なくとも何れかを変えることによって、カラー
バランスを補正することを特徴とする方法である。
【００１２】本発明のもう１つのホログラムカラーフィ
ルターのカラーバランス補正方法は、ホログラムを用い
て入射光を回折、分光させ、その分光された回折光の各
色に対応する波長域のみを所定の開口を通して別々に取
り出す方式のホログラムカラーフィルターにおいて、減
光フィルター又は波長バンドパスフィルターを少なくと
も１つの開口に配置することによって、カラーバランス
を補正することを特徴とする方法である。
ルターのカラーバランス補正方法は、ホログラムを用い
て入射光を回折、分光させ、その分光された回折光の各
色に対応する波長域のみを所定の開口を通して別々に取
り出す方式のホログラムカラーフィルターにおいて、減
光フィルター又は波長バンドパスフィルターを少なくと
も１つの開口に配置することによって、カラーバランス
を補正することを特徴とする方法である。
【００１３】この場合に、設定する各開口の位置あるい
は面積の少なくとも何れかを変えることを組み合わせて
もよい。
は面積の少なくとも何れかを変えることを組み合わせて
もよい。
【００１４】
【作用】本発明においては、ホログラムによって分光さ
れた回折光の各色に対応する波長域のみを別々に取り出
す開口の位置あるいは面積の少なくとも何れかを変える
か、減光フィルター又は波長バンドパスフィルターを少
なくとも１つの開口に配置することによって、カラーバ
ランスを補正するので、ホログラムカラーフィルターの
回折効率の不均一性及び表示色セルと分散回折光の波長
域とが一致しないことにより崩れたカラーバランスを補
正でき、簡単な構成で最適な色再現をすることができ
る。
れた回折光の各色に対応する波長域のみを別々に取り出
す開口の位置あるいは面積の少なくとも何れかを変える
か、減光フィルター又は波長バンドパスフィルターを少
なくとも１つの開口に配置することによって、カラーバ
ランスを補正するので、ホログラムカラーフィルターの
回折効率の不均一性及び表示色セルと分散回折光の波長
域とが一致しないことにより崩れたカラーバランスを補
正でき、簡単な構成で最適な色再現をすることができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明のホログラムカラーフィルター
のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方
法を実施例に基づいて説明する。まず、図１の液晶表示
装置の断面図を参照にして本発明において対象とする第
１形態のカラーフィルターの原理と作用について説明す
る。同図において、規則的に液晶セル６′に区切られた
液晶表示素子６のバックライト３入射側に本発明の対象
のカラーフィルターを構成するホログラムアレー５が離
間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セ
ル６′と整列した図５と同様なＲ、Ｇ、Ｂの着色セル
１′及びその間に設けられたブラック・マトリックス４
からなるカラーフィルター１が配置されるか、又は、着
色セル１′を省き、ブラック・マトリックス４のみが配
置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子
６の両側に配置される。
のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方
法を実施例に基づいて説明する。まず、図１の液晶表示
装置の断面図を参照にして本発明において対象とする第
１形態のカラーフィルターの原理と作用について説明す
る。同図において、規則的に液晶セル６′に区切られた
液晶表示素子６のバックライト３入射側に本発明の対象
のカラーフィルターを構成するホログラムアレー５が離
間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セ
ル６′と整列した図５と同様なＲ、Ｇ、Ｂの着色セル
１′及びその間に設けられたブラック・マトリックス４
からなるカラーフィルター１が配置されるか、又は、着
色セル１′を省き、ブラック・マトリックス４のみが配
置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子
６の両側に配置される。
【００１６】ホログラムアレー５は、液晶表示素子６の
１画素を構成する隣接する３つの液晶セル６′の組各々
に対応して、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に
配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラ
ム５′は液晶表示素子６の各画素に整列して各々１個ず
つ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラ
ムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバッ
クライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラ
ム５′に対応する画素の中心の着色セル１′又は液晶セ
ル６′上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に
形成されているものである。そして、微小ホログラム
５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラム
からなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもし
くは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定
の波長だけを回折し、他の波長は回折しないタイプのも
のではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するも
のを意味し、この回折効率の波長依存性が少ない回折格
子は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
１画素を構成する隣接する３つの液晶セル６′の組各々
に対応して、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に
配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラ
ム５′は液晶表示素子６の各画素に整列して各々１個ず
つ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラ
ムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバッ
クライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラ
ム５′に対応する画素の中心の着色セル１′又は液晶セ
ル６′上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に
形成されているものである。そして、微小ホログラム
５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラム
からなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもし
くは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定
の波長だけを回折し、他の波長は回折しないタイプのも
のではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するも
のを意味し、この回折効率の波長依存性が少ない回折格
子は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
【００１７】このような構成であるので、ホログラムア
レー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の
波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤を表示する液
晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフィルターセル
Ｇ又は緑を表示する液晶セル６′の位置に、青の成分は
カラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル６′
の位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレ
ー５を構成配置することにより、それぞれの色成分は各
カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及びブラック・マトリ
ックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過
し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示
を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバ
ックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表
示素子６との距離等の種々の条件により定まるものであ
る。
レー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の
波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤を表示する液
晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフィルターセル
Ｇ又は緑を表示する液晶セル６′の位置に、青の成分は
カラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル６′
の位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレ
ー５を構成配置することにより、それぞれの色成分は各
カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及びブラック・マトリ
ックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過
し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示
を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバ
ックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表
示素子６との距離等の種々の条件により定まるものであ
る。
【００１８】このように、ホログラムアレー５をカラー
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく各色セル
へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に
向上させることができる。
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく各色セル
へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に
向上させることができる。
【００１９】次に、図２の同様の断面図を参照にして本
発明の対象の第２形態のカラーフィルターの原理と作用
について説明する。同図において、規則的に液晶セル
６′に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射
側に本発明によるホログラムを用いたカラーフィルター
１０が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、
各液晶セル６′と整列した図５と同様なＲ、Ｇ、Ｂの着
色セル１′及びその間に設けられたブラック・マトリッ
クス４からなるカラーフィルター１が配置されるか、又
は、着色セル１′を省き、ブラック・マトリックス４の
みが配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表
示素子６の両側に配置される。
発明の対象の第２形態のカラーフィルターの原理と作用
について説明する。同図において、規則的に液晶セル
６′に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射
側に本発明によるホログラムを用いたカラーフィルター
１０が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、
各液晶セル６′と整列した図５と同様なＲ、Ｇ、Ｂの着
色セル１′及びその間に設けられたブラック・マトリッ
クス４からなるカラーフィルター１が配置されるか、又
は、着色セル１′を省き、ブラック・マトリックス４の
みが配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表
示素子６の両側に配置される。
【００２０】本発明の対象の２形態のカラーフィルター
１０は、ホログラム７とマイクロレンズアレー８とから
なり、マイクロレンズアレー８を構成するマイクロレン
ズ８′は、液晶表示素子６の１画素を構成する隣接する
３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その画素ピッ
チと同じピッチでアレー状に配置されている。また、ホ
ログラム７は、回折格子の作用をする一様な干渉縞から
なり、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、
レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムから
なる。
１０は、ホログラム７とマイクロレンズアレー８とから
なり、マイクロレンズアレー８を構成するマイクロレン
ズ８′は、液晶表示素子６の１画素を構成する隣接する
３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その画素ピッ
チと同じピッチでアレー状に配置されている。また、ホ
ログラム７は、回折格子の作用をする一様な干渉縞から
なり、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、
レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムから
なる。
【００２１】このような構成であるので、ホログラム７
の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角
度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に依
存して異なる角度で回折され、ホログラム７の射出側に
分散される。ホログラム７の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ８′により、この分散された光は、
その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、
赤の波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤を表示す
る液晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフィルター
セルＧ又は緑を表示する液晶セル６′の位置に、青の成
分はカラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル
６′の位置にそれぞれ回折集光するように、カラーフィ
ルター１０を構成配置することにより、それぞれの色成
分は各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及びブラック・
マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′
を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた
色表示を行うことができる。なお、ホログラム７へのバ
ックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラム７の厚み、ホログラム７と液晶表示素子６との
距離等の種々の条件により定まるものである。
の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角
度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に依
存して異なる角度で回折され、ホログラム７の射出側に
分散される。ホログラム７の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ８′により、この分散された光は、
その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、
赤の波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤を表示す
る液晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフィルター
セルＧ又は緑を表示する液晶セル６′の位置に、青の成
分はカラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル
６′の位置にそれぞれ回折集光するように、カラーフィ
ルター１０を構成配置することにより、それぞれの色成
分は各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及びブラック・
マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′
を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた
色表示を行うことができる。なお、ホログラム７へのバ
ックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラム７の厚み、ホログラム７と液晶表示素子６との
距離等の種々の条件により定まるものである。
【００２２】このような配置において、ホログラム７と
して、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波
長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができ
るため、ホログラム７をマイクロレンズアレー８の各マ
イクロレンズ８′と位置合わせする必要がない点、及
び、マイクロレンズアレー８のピッチが図５の従来の場
合の３倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長
がある。
して、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波
長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができ
るため、ホログラム７をマイクロレンズアレー８の各マ
イクロレンズ８′と位置合わせする必要がない点、及
び、マイクロレンズアレー８のピッチが図５の従来の場
合の３倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長
がある。
【００２３】ところで、前記したように、このようなホ
ログラムを使用したカラーフィルター５、１０を用いる
場合、主に下記の２つの原因によりカラー表示のカラー
バランス不良が現れることがある。 回折効率が可視域中で完全には一定ではないので、
例えば色画素としてＲ、Ｇ、Ｂ３色を使用する場合、透
過率強度が不均一になる。 各液晶セルの開口部とそこに入射するホログラムか
らの分散回折光の波長域とが一致せず、適切なカラー表
示が行えない。
ログラムを使用したカラーフィルター５、１０を用いる
場合、主に下記の２つの原因によりカラー表示のカラー
バランス不良が現れることがある。 回折効率が可視域中で完全には一定ではないので、
例えば色画素としてＲ、Ｇ、Ｂ３色を使用する場合、透
過率強度が不均一になる。 各液晶セルの開口部とそこに入射するホログラムか
らの分散回折光の波長域とが一致せず、適切なカラー表
示が行えない。
【００２４】本発明においては、これら２つの原因によ
り引き起こされるカラーバランス不良を、各液晶セル
６′の入射側に配置される開口の面積、位置を調節する
ことにより、補正するものである。
り引き起こされるカラーバランス不良を、各液晶セル
６′の入射側に配置される開口の面積、位置を調節する
ことにより、補正するものである。
【００２５】図３に示したグラフは、図１の配置におい
て、ホログラム５として厚さ６μｍ、バックライト入射
角θ＝３５°のものを用い、かつ、カラーフィルター１
の着色セル１′を省き、何れの液晶セル６にも等しい形
状の開口を有するブラック・マトリックス４のみを配置
した液晶表示装置の、それぞれ赤（Ｒ）を表示する色画
素（液晶セル６′）、緑（Ｇ）を表示する色画素、青
（Ｂ）を表示する色画素を透過した光の波長に対する相
対強度の測定値を示したものである。この図から明らか
なように、Ｇ成分がＲ成分、Ｂ成分に比しその強度が高
い。この現象により、実際にカラー表示する場合に、カ
ラーバランス不良、色再現性不良となってしまう。
て、ホログラム５として厚さ６μｍ、バックライト入射
角θ＝３５°のものを用い、かつ、カラーフィルター１
の着色セル１′を省き、何れの液晶セル６にも等しい形
状の開口を有するブラック・マトリックス４のみを配置
した液晶表示装置の、それぞれ赤（Ｒ）を表示する色画
素（液晶セル６′）、緑（Ｇ）を表示する色画素、青
（Ｂ）を表示する色画素を透過した光の波長に対する相
対強度の測定値を示したものである。この図から明らか
なように、Ｇ成分がＲ成分、Ｂ成分に比しその強度が高
い。この現象により、実際にカラー表示する場合に、カ
ラーバランス不良、色再現性不良となってしまう。
【００２６】上記のの原因に基づくカラーバランス不
良、色再現性不良を解決するためには、以下の２つの方
法があり、何れも有効な効果が得られることが確認でき
た。その中の１つの方法は、図４に模式的に示すよう
に、ブラック・マトリックス４により規定されるＲ、
Ｇ、Ｂ各色画素の開口４R 、４G 、４B を、通常はＲ表
示の液晶セル６′R 、Ｇ表示の液晶セル６′G 、Ｂ表示
の液晶セル６′B それぞれに対して同じ大きさで同じ面
積のものを用いるが、この場合、回折効率が高いＧの液
晶セル６′G に対する開口４G は相対的に小さい面積の
ものにし、逆に、回折効率が低いＲ、Ｂの液晶セル６′
R 、６′B に対しては、その開口面積を相対的に大きく
して、出射光強度を相互に調整して一定にさせ、カラー
バランスをとる方法である。
良、色再現性不良を解決するためには、以下の２つの方
法があり、何れも有効な効果が得られることが確認でき
た。その中の１つの方法は、図４に模式的に示すよう
に、ブラック・マトリックス４により規定されるＲ、
Ｇ、Ｂ各色画素の開口４R 、４G 、４B を、通常はＲ表
示の液晶セル６′R 、Ｇ表示の液晶セル６′G 、Ｂ表示
の液晶セル６′B それぞれに対して同じ大きさで同じ面
積のものを用いるが、この場合、回折効率が高いＧの液
晶セル６′G に対する開口４G は相対的に小さい面積の
ものにし、逆に、回折効率が低いＲ、Ｂの液晶セル６′
R 、６′B に対しては、その開口面積を相対的に大きく
して、出射光強度を相互に調整して一定にさせ、カラー
バランスをとる方法である。
【００２７】具体的には、Ｇ（緑色）の出射光強度が、
Ｒ（赤色）、Ｂ（青色）に比べ強いため、Ｇの回折光が
出射する開口部の面積を４０％小さくした。これにより
Ｇの出射光が減少して、Ｒ、Ｂと同じ強度となった。各
液晶セル６′R 、６′G 、６′B 毎にこのように面積補
正した開口４R 、４G 、４B を持つブラック・マトリッ
クス４を用い、上記のホログラムカラーフィルター５と
組み合わせて実際にカラー表示したところ、カラーバラ
ンスが補正されることが確認できた。
Ｒ（赤色）、Ｂ（青色）に比べ強いため、Ｇの回折光が
出射する開口部の面積を４０％小さくした。これにより
Ｇの出射光が減少して、Ｒ、Ｂと同じ強度となった。各
液晶セル６′R 、６′G 、６′B 毎にこのように面積補
正した開口４R 、４G 、４B を持つブラック・マトリッ
クス４を用い、上記のホログラムカラーフィルター５と
組み合わせて実際にカラー表示したところ、カラーバラ
ンスが補正されることが確認できた。
【００２８】また、上記によるカラーバランス不良、
色再現性不良を解決する第２の方法は、回折効率の高い
色画素（図４の場合は、Ｇの液晶セル６′G ）について
は、その開口部４G に減光フィルターあるいは透過波長
域をより制限するためのバンドパスフィルターを設置
し、所望のカラーバランスをとる方法である。この方法
では、上記の第１の方法と同様、Ｇの出射光強度を減ら
すために、Ｇの開口部４G 上にのみ減光フィルターある
いはバンドパスフィルターを設置する。なお、この方法
と上記第１の方法とを組み合わせてもよい。
色再現性不良を解決する第２の方法は、回折効率の高い
色画素（図４の場合は、Ｇの液晶セル６′G ）について
は、その開口部４G に減光フィルターあるいは透過波長
域をより制限するためのバンドパスフィルターを設置
し、所望のカラーバランスをとる方法である。この方法
では、上記の第１の方法と同様、Ｇの出射光強度を減ら
すために、Ｇの開口部４G 上にのみ減光フィルターある
いはバンドパスフィルターを設置する。なお、この方法
と上記第１の方法とを組み合わせてもよい。
【００２９】ところで、図１、図２のようなホログラム
５′、７を用いたカラーフィルターの場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の可視光は各色画素用の開口４R 、４G 、４B の並びと
同じ方向に分散され、その分散された光の中のカラー表
示に必要な波長成分のみを開口４R 、４G 、４B によっ
て取り出すために、ホログラム５′、７の出射側に距離
をおいて開口４R 、４G 、４B のあるアパーチャーを設
置している（必ずしもブラック・マトリックス４により
規定される開口である必要はなく、ブラック・マトリッ
クス４とは別に開口板を設けてもよい。）。これら開口
４R 、４G 、４B を液晶セル６′R 、６′G 、６′B の
間隔に合わせて単に等間隔に配置するだけでは、最適な
波長域を取り出すことができない場合がある。
５′、７を用いたカラーフィルターの場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の可視光は各色画素用の開口４R 、４G 、４B の並びと
同じ方向に分散され、その分散された光の中のカラー表
示に必要な波長成分のみを開口４R 、４G 、４B によっ
て取り出すために、ホログラム５′、７の出射側に距離
をおいて開口４R 、４G 、４B のあるアパーチャーを設
置している（必ずしもブラック・マトリックス４により
規定される開口である必要はなく、ブラック・マトリッ
クス４とは別に開口板を設けてもよい。）。これら開口
４R 、４G 、４B を液晶セル６′R 、６′G 、６′B の
間隔に合わせて単に等間隔に配置するだけでは、最適な
波長域を取り出すことができない場合がある。
【００３０】この問題を解決するために、各開口部
４R 、４G 、４B の位置を等間隔配置位置からずらし、
必要によっては上記に対する方法と同様、その面積を
増減することによって、前記の原因に基づくカラーバ
ランス不良、色再現性不良を解決し、最適な色再現をす
ることが可能となった。
４R 、４G 、４B の位置を等間隔配置位置からずらし、
必要によっては上記に対する方法と同様、その面積を
増減することによって、前記の原因に基づくカラーバ
ランス不良、色再現性不良を解決し、最適な色再現をす
ることが可能となった。
【００３１】以上、本発明のホログラムカラーフィルタ
ーのカラーバランス補正方法を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。
ーのカラーバランス補正方法を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。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方
法によると、ホログラムによって分光された回折光の各
色に対応する波長域のみを別々に取り出す開口の位置あ
るいは面積の少なくとも何れかを変えるか、減光フィル
ター又は波長バンドパスフィルターを少なくとも１つの
開口に配置することによって、カラーバランスを補正す
るので、ホログラムカラーフィルターの回折効率の不均
一性及び表示色セルと分散回折光の波長域とが一致しな
いことにより崩れたカラーバランスを補正でき、簡単な
構成で最適な色再現をすることができる。
のホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方
法によると、ホログラムによって分光された回折光の各
色に対応する波長域のみを別々に取り出す開口の位置あ
るいは面積の少なくとも何れかを変えるか、減光フィル
ター又は波長バンドパスフィルターを少なくとも１つの
開口に配置することによって、カラーバランスを補正す
るので、ホログラムカラーフィルターの回折効率の不均
一性及び表示色セルと分散回折光の波長域とが一致しな
いことにより崩れたカラーバランスを補正でき、簡単な
構成で最適な色再現をすることができる。
【図１】第１形態のホログラムカラーフィルターを組み
込んだ液晶表示装置の断面図である。
込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】第２形態のホログラムカラーフィルターを組み
込んだ液晶表示装置の断面図である。
込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図３】液晶表示装置の等開口の各色画素を透過した光
の相対強度の測定値を示す図である。
の相対強度の測定値を示す図である。
【図４】本発明に基づきカラーバランスをとる方法の１
つを説明するための模式的な断面図である。
つを説明するための模式的な断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の照明方法を説明するため
の図である。
の図である。
１…カラーフィルター（従来型） １′…着色セル ３…バックライト ４…ブラック・マトリックス ５…ホログラムアレー ５′…微小ホログラム ６…液晶表示素子 ６′…液晶セル ７…ホログラム ８…マイクロレンズアレー ８′…マイクロレンズ １０…カラーフィルター（本発明） ４R 、４G 、４B …開口 ６′R 、６′G 、６′B …液晶セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/32 G02B 5/20 101
Claims (3)
- 【請求項１】 ホログラムを用いて入射光を回折、分光
させ、その分光された回折光の各色に対応する波長域の
みを所定の開口を通して別々に取り出す方式のホログラ
ムカラーフィルターにおいて、設定する各開口の位置あ
るいは面積の少なくとも何れかを変えることによって、
カラーバランスを補正することを特徴とするホログラム
カラーフィルターのカラーバランス補正方法。 - 【請求項２】 ホログラムを用いて入射光を回折、分光
させ、その分光された回折光の各色に対応する波長域の
みを所定の開口を通して別々に取り出す方式のホログラ
ムカラーフィルターにおいて、減光フィルター又は波長
バンドパスフィルターを少なくとも１つの開口に配置す
ることによって、カラーバランスを補正することを特徴
とするホログラムカラーフィルターのカラーバランス補
正方法。 - 【請求項３】 さらに、設定する各開口の位置あるいは
面積の少なくとも何れかを変えることを特徴とする請求
項２記載のホログラムカラーフィルターのカラーバラン
ス補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22561593A JP3329525B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22561593A JP3329525B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777610A JPH0777610A (ja) | 1995-03-20 |
| JP3329525B2 true JP3329525B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16832099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22561593A Expired - Fee Related JP3329525B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329525B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0752600B1 (en) * | 1995-07-06 | 2003-12-17 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Hologram color filter, and its fabrication method |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP22561593A patent/JP3329525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0777610A (ja) | 1995-03-20 |
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