JP3540534B2

JP3540534B2 - カラー映像表示装置

Info

Publication number: JP3540534B2
Application number: JP34099996A
Authority: JP
Inventors: 五郎濱岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JPH10187058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタを用いることなくカラー映像表示が行えるカラー映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー映像表示装置としては、図２に示すように、白色光を出射する平面光源（バックライト）２０と、カラー液晶パネル２１とを備えて成るものが知られている。上記のカラー液晶パネル２１は、表示画素部（透光／遮光単位部分）２２とそれに対応したカラーフィルター２３とから成る。なお、図ではガラス基板や偏光板は示していない。前記表示画素部２２の各画素部は赤色光用画素部２２Ｒ、緑色光用画素部２２Ｇ、及び青色光用画素部２２Ｂとして用いられ、各画素部ごとにその光透過量が制御されるようになっている。そして、前記カラーフィルター２３には、Ｒ（赤）色セル２３Ｒ、Ｇ（緑）色セル２３Ｇ、Ｂ（青）色セル２３Ｂが前記の各色用の画素部に対応して配置形成されている。前記平面光源２０の白色光がカラーフィルター２３を透過すると、その各色セルによって色分離がなされて前記の各色用の画素部に各色光が与えられ、各色光の透過量が前記液晶パネル部２２において制御されることでカラー表示が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｒ、Ｇ、Ｂセルからなるカラーフィルターによる３原色の分離は、各色セルとも他の波長帯域の光を吸収することにより、光源光の１／３以下の利用効率しかなく、しかも光量を大きくした場合には耐熱問題が生じ、高輝度化が困難であるという問題がある。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、カラーフィルタを用いることなくカラー映像表示が行えるカラー映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のカラー映像表示装置は、上記の課題を解決するために、赤色ストライプ状発光部、緑色ストライプ状発光部、及び青色ストライプ状発光部が交互に形成されて成る光源部と、前記光源部からの光が入射される位置に設けられ、複数の赤色光用画素部から成る赤色用ストライプ状画素群、複数の緑色光用画素部から成る緑色用ストライプ状画素群、及び複数の青色光用画素部から成る青色用ストライプ画素群が交互に形成されて成るライトバルブと、前記ライトバルブの光入射面側に設けられ、前記光源部の赤色ストライプ状発光部からの赤色光を赤色用ストライプ状画素群に、緑色ストライプ状発光部からの緑色光を緑色用ストライプ状画素群に、及び青色ストライプ状発光部からの青色光を青色用ストライプ画素群にそれぞれ導く蒲鉾型レンズ素子が複数個配置されたレンチキュラーレンズと、前記ライトバルブの各画素部の透光／遮光を制御する制御手段とを備え、前記光源部における発光部ピッチをＱ、前記ライトバルブの画素部ピッチをＰ、前記蒲鉾型レンズ素子の形成ピッチをＳ、蒲鉾型レンズ素子の焦点距離をｆ、蒲鉾型レンズ素子のレンズ中心から前記光源部の発光面までの距離をｂ、蒲鉾型レンズ素子のレンズ中心からライトバルブまでの距離をａとするとき、ａ：Ｐ＝ｂ：Ｑ、ｆ（ａ＋ｂ）＝ａ×ｂ、及び３×Ｐ×ｂ＝Ｓ（ａ＋ｂ）を満たすことを特徴とする。なお、ａ及びｂは、ともに空気換算値とする。
【０００６】
上記の構成であれば、前記のレンチキュラーレンズによって、ライトバルブにおける赤色光用画素部へは、前記光源部の赤色ストライプ状発光部からの赤色光のみが導かれ、緑色光用画素部へは緑色ストライプ状発光部からの緑色光のみが導かれ、青色光用画素部へは青色ストライプ状発光部からの青色光のみが導かれ、各画素部における透光量が制御されることにより、カラー映像表示が行われることになる。そして、このようにカラーフィルターを用いない構造であるから、各発光部の光の利用効率は、カラーフィルターを用いる場合の光の利用効率に比べて格段に向上し、画面の高輝度化が図れることになる。
【０００８】
前記の各ストライプ状発光部が一つのＬＥＤ（light emitting diode）素子又はＬＥＤ素子アレイから成っていてもよく、また、一つのＥＬ（有機又は無機のエレクトロルミネッセンス）素子又はＥＬ素子アレイから成っていてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、この発明の実施の形態のカラー映像表示装置の主要部を示した構成図である。光源部１は、赤色縦ストライプ状発光部１Ｒ、緑色縦ストライプ状発光部１Ｇ、及び青色縦ストライプ状発光部１Ｂが水平方向に交互に形成され、それぞれが略同じ光量で発光するようになっている。
【００１１】
前記光源部１からの光が入射される位置には、ライトバルブとしての液晶パネル２が設けられている。この液晶パネル２はカラーフィルタを備えていない白黒液晶パネルであって、紙面垂直方向に設けられた複数の赤色光用画素部２Ｒ…から成る赤色用ストライプ状画素群、同じく紙面垂直方向に設けられた複数の緑色光用画素部２Ｇ…から成る緑色用ストライプ状画素群、及び同じく紙面垂直方向に設けられた複数の青色光用画素部２Ｂ…から成る青色用ストライプ画素群が水平方向に交互に形成されて成るものである。そして、図示しない液晶駆動部は、映像信号に応じて前記各画素部２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの透光量を制御するようになっている。
【００１２】
液晶パネル２の光入射面側には、蒲鉾型レンズ素子３ａ…を複数備えて成るレンチキュラーレンズ３が設けられている。各蒲鉾型レンズ素子３ａは、前記光源部１の各組の赤，緑，青色縦ストライプ状発光部（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）に対応して形成され、赤色縦ストライプ状発光部１Ｒからの赤色光、緑色縦ストライプ状発光部１Ｇからの緑色光、及び青色縦ストライプ状発光部１Ｂからの青色光を、前記液晶パネル２における赤色光用画素部２Ｒ、緑色光用画素部２Ｇ、及び青色光用画素部２Ｂにそれぞれ導くようになっている。
【００１３】
そして、この実施の形態では、上記の光源部１、液晶パネル２、及びレンチキュラーレンズ３における各部の寸法および配置関係は、前記光源部１における発光部ピッチをＱ、前記液晶パネル２の画素部ピッチをＰ、前記蒲鉾型レンズ素子３ａの形成ピッチをＳ、蒲鉾型レンズ素子３ａの焦点距離をｆ、蒲鉾型レンズ素子３ａから前記光源部１の発光面までの距離をｂ、蒲鉾型レンズ素子３ａから液晶パネル２までの距離をａとするとき、以下の式を満たすようになっている。
【００１４】
【数１】
ａ：Ｐ＝ｂ：Ｑ
ｆ（ａ＋ｂ）＝ａ×ｂ
３×Ｐ×ｂ＝Ｓ（ａ＋ｂ）
【００１５】
上記構成のカラー映像表示装置であれば、前記のレンチキュラーレンズ３によって、液晶パネル２における赤色光用画素部２Ｒへは、光源１の赤色縦ストライプ状発光部１Ｒからの赤色光（Ｒ）のみが導かれ、緑色光用画素部２Ｇへは、緑色縦ストライプ状発光部１Ｇからの緑色光（Ｇ）のみが導かれ、青色光用画素部２Ｂへは、青色縦ストライプ状発光部１Ｂからの青色光（Ｂ）のみが導かれ、各画素部２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおける透光量が映像信号に基づいて制御されることにより、カラー映像表示が行われることになる。そして、このようにカラーフィルターを用いない構成であるから、各発光部（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）の光の利用効率は略１００％となり、カラーフィルターを用いる場合の光の利用効率（１／３以下）に比べて格段に向上し、画面の高輝度化が図れることになる。
【００１６】
前記光源部１を、例えば、白色発光の面発光体と、その発光面に縦ストライプ状に形成した赤色，緑色，青色の色フィルムとによって構成したのでは、前記の色フィルムによって面発光体の光が吸収されることになるから、従来のカラーフィルタを用いるカラー液晶パネルと同様、光の利用効率は低くなるものの、従来のカラーフィルタを用いるカラー液晶パネルに比べると、構造が簡単な白黒の前記液晶パネル２を用いることができるので、構造の簡単化や製造の容易化といった点で従来構造よりも優れたものとなる。
【００１７】
望ましくは、各色の発光部は、それ自体が当該色で発光する自発光体から成るのがよい。このような自発光体としては、ＬＥＤ素子や有機又は無機ＥＬ素子等がある。そして、縦長のＬＥＤ素子や有機又は無機ＥＬ素子等を用いたり、或いはこれらの発光素子をアレイ状に配置することで、各色の縦ストライプ状発光部を形成することができる。
【００１８】
ＬＥＤ素子アレイとする場合、赤色縦ストライプ状発光部は赤色ＬＥＤ素子で構成し、緑色縦ストライプ状発光部は緑色ＬＥＤ素子で構成し、青色縦ストライプ状発光部は青色ＬＥＤ素子で構成すればよい。また、ＥＬ素子アレイとする場合も同様に構成すればよいが、その他の構成として、例えば、紫外線を放出する紫外線放出層を設けるとともに、この紫外線放出層上に、紫外線を吸収して赤色光を放射する波長変換材料（例えば、亜鉛ポルフィリン等）、紫外線を吸収して緑色光を放射する波長変換材料（例えば、ベリリウム錯体等）、及び紫外線を吸収して青色光を放射する波長変換材料（例えば、オキサジアゾール誘導体ＯＸＤ等）を配置したモノリシックなアレイ構造でもよい。
【００１９】
また、光源部１における各色のストライプ状発光部の全てを映像表示中において常時点灯させておく構成としてもよいが、上記のごとく、各色のストライプ状発光部を前記の自発光素子アレイで構成した場合には、各自発光素子を個別に駆動（点灯／非点灯）することができ、各ストライプ状発光部のうち、液晶パネル２における走査位置に対応したストライプ部分だけを点灯させる構成とすることも可能である。このような構成であれば、光源部１の全体を常時点灯させる構成に比べて、消費電力の低減が図れることになる。また、上記の実施の形態では、各ストライプ状発光部を縦ストライプとしたが、横ストライプとし、これに対応させて蒲鉾型レンズ素子３ａを配置する構成としてもよいものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、カラーフィルターを用いないため、カラーフィルターを用いる場合の光源光の利用効率に比べると、各発光部からの光の利用効率は格段に向上し、画面の高輝度化が図れる。また、カラーフィルターを用いるカラー液晶パネルに比べて構造が簡単であり、製造も容易に行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のカラー映像表示装置の構成図である。
【図２】従来のカラー映像表示装置の構成図である。
【符号の説明】
１光源部
１Ｒ赤色縦ストライプ状発光部
１Ｇ緑色縦ストライプ状発光部
１Ｂ青色縦ストライプ状発光部
２液晶パネル
２Ｒ赤色光用画素部
２Ｇ緑色光用画素部
２Ｂ青色光用画素部
３レンチキュラーレンズ
３ａ蒲鉾型レンズ素子

Claims

赤色ストライプ状発光部、緑色ストライプ状発光部、及び青色ストライプ状発光部が交互に形成されて成る光源部と、前記光源部からの光が入射される位置に設けられ、複数の赤色光用画素部から成る赤色用ストライプ状画素群、複数の緑色光用画素部から成る緑色用ストライプ状画素群、及び複数の青色光用画素部から成る青色用ストライプ状画素群が交互に形成されて成るライトバルブと、前記ライトバルブの光入射面側に設けられ、前記光源部の赤色ストライプ状発光部からの赤色光を赤色用ストライプ状画素群に、緑色ストライプ状発光部からの緑色光を緑色用ストライプ状画素群に、及び青色ストライプ状発光部からの青色光を青色用ストライプ画素群にそれぞれ導く蒲鉾型レンズ素子から成るレンチキュラーレンズと、前記ライトバルブの各画素部の透光／遮光を制御する制御手段とを備え、
前記光源部における発光部ピッチをＱ、前記ライトバルブの画素部ピッチをＰ、前記蒲鉾型レンズ素子の形成ピッチをＳ、蒲鉾型レンズ素子の焦点距離をｆ、蒲鉾型レンズ素子のレンズ中心から前記光源部の発光面までの距離をｂ、蒲鉾型レンズ素子のレンズ中心からライトバルブまでの距離をａとするとき、
ａ：Ｐ＝ｂ：Ｑ
ｆ（ａ＋ｂ）＝ａ×ｂ
３×Ｐ×ｂ＝Ｓ（ａ＋ｂ）
を満たすことを特徴とするカラー映像表示装置。
前記の各ストライプ状発光部が一つのＬＥＤ素子又はＬＥＤ素子アレイから成ることを特徴とする請求項１に記載のカラー映像表示装置。
前記の各ストライプ状発光部が一つのＥＬ素子又はＥＬ素子アレイから成ることを特徴とする請求項１に記載のカラー映像表示装置。