JPH08101379A - カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタを用いることなく明るいカラ
ー表示を行うことを可能とするカラー表示装置を得る。 【解決手段】 液晶表示パネル１の入射側に、３原色の
光Ｌ_R 、Ｌ_G 、Ｌ_Bを上記表示パネル１の各色の表示を
行う画素Ｒ、Ｇ及びＢに割り当てて入射させる光学手段
２を設けたカラー表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示パ
ネルなどの表示パネルを用いたカラー表示装置に関し、
特に、３原色の各色を表示するための構成が改良された
カラー表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の単板式のカラー液晶表示装置で
は、カラー表示を行うために、液晶表示パネルに、３原
色の各色の表示を行うための画素が配置されている。各
色の表示を行うために、上記画素には、それぞれ、赤、
緑または青のカラーフィルタが配置されており、入射光
が該カラーフィルタを通過することにより、それぞれ、
赤、緑及び青に着色されて、カラー表示が行われてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
カラー液晶表示装置では、液晶表示パネル内にカラーフ
ィルタを設け、それによって３原色の各色の画像を得て
いた。このカラーフィルタは、透明な合成樹脂に、顔料
や染料を分散させることにより構成されている。従っ
て、カラーフィルタを通過する際に光がカラーフィルタ
において吸収される分だけ、光の強度が低下せざるを得
ず、カラー画像の明るさを向上する妨げとなっていた。

【０００４】また、液晶表示パネル上の各画素に応じて
各色のカラーフィルタを形成しなければならないため、
製造工程が煩雑であるという問題もあった。本発明の目
的は、カラーフィルタを使用することなくカラー表示を
可能とし、かつ従来のカラー表示装置に比べて明るいカ
ラー画像を得ることを可能とする、カラー表示装置及び
液晶表示素子を用いた立体画像表示装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、光を表示パネ
ルに入射し、該表示パネルを透過させることによりカラ
ー表示を行うカラー表示装置において、上記表示パネル
の各色の表示を行う画素に対して、３原色の光を割り当
てて入射させる光学手段を設けたことを特徴とするカラ
ー表示装置である。

【０００６】すなわち、本発明では、３原色の光が、上
記光学手段から表示パネルに入射されるため、表示パネ
ルには、カラーフィルタを形成せずともよい。言い換え
れば、上記光学手段を用いることにより、カラーフィル
タを用いることなく、カラー表示を行い得るカラー表示
装置を提供することができる。

【０００７】上記光学手段は、３原色の各色の光を発生
する第１〜第３の光源と、上記各光源から発した光を表
示パネルの各色の表示を行う画素に導く光学部品とによ
り構成することができ、この場合の光学部品としては、
例えばレンチキュラーレンズまたは蠅の目レンズを用い
ることができる。

【０００８】また、他の構成として、上記光学手段を、
光源と、該光源からの光を３原色の光に分光する分光手
段とにより構成することもでき、この場合、上記分光手
段としては、例えばプリズムや回折格子等を用いること
ができる。

【０００９】また、本発明が適用されるカラー表示装置
としては、液晶表示パネルを用いたカラー液晶表示装
置、及びそのようなカラー液晶表示装置を用いた立体画
像表示装置を挙げることができる。液晶表示装置の場合
には、従来よりカラーフィルタを用いてカラー表示が行
われていたカラー液晶表示装置であれば任意の形式の液
晶表示装置に本発明を適用することができる。

【００１０】

【作用】本発明のカラー表示装置では、光学手段から３
原色の光が表示パネルの各色の表示を行う画素に割り当
てられて入射されるため、カラーフィルタを用いること
なくカラー表示を行うことができる。カラーフィルタを
用いるものでないため、カラーフィルタ部分における光
の強度の低下が生じ難い。

【００１１】また、光学手段を、上記第１〜第３の光源
と、上記光学部品とにより構成した場合には、光学部品
は、光を表示パネルの各色の表示を得る画素に導く機能
を有しさえすればよいため、該光学部品における光の強
度の低下が生じ難く、従って、より一層明るいカラー表
示を行うことができる。

【００１２】また、上記光学部品としてレンチキュラー
レンズまたは蠅の目レンズを用いた場合には、レンチキ
ュラーレンズまたは蠅の目レンズの光が透過される部分
を、表示パネルの画素に対応させるだけでよいため、容
易にかつ簡単に所望のカラー表示を行い得るカラー表示
装置を製作し得る。

【００１３】上記光学手段として、単一の光源と、上記
分光手段とにより構成した場合には、光源の数が１つで
よいため、光源を簡略化することができる。また、上記
分光手段としてプリズムまたは回折格子を用いた場合に
は、プリズムまたは回折格子では、光が単に分光もしく
は回折されるだけであるため、光の強度の低下が生じ難
い。

【００１４】

【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。

【００１５】図１は、本発明の原理を説明するための略
図的側面図である。本発明のカラー液晶表示装置では、
液晶表示パネル１の光が入射される側に、光学手段２が
配置される。液晶表示パネル１としては、カラー表示を
行うために、赤、緑及び青の各色の表示を行う画素Ｒ、
Ｇ及びＢが形成されている適宜の液晶表示パネルを用い
ることができる。すなわち、単純マトリクス型液晶表示
パネルやアクティブマトリクス型液晶表示パネルなどで
あって、カラー表示のために、上記３原色の色に対応し
た表示を行う画素を有する適宜の液晶表示パネルが用い
られる。

【００１６】他方、光学手段２は、上記液晶表示パネル
１に対して、３原色の光を与えるように構成されてお
り、この３原色の各色の光Ｌ_R 、Ｌ_G 及びＬ_B は、それ
ぞれ、対応の各色の表示を行う画素Ｒ、Ｇ及びＢに割り
当てて与えられる。

【００１７】従って、液晶表示パネル１側において、画
素Ｒ、Ｇ及びＢの部分に、赤、緑、青色の光Ｌ_R 、
Ｌ_G 、Ｌ_B が与えられるため、各画素Ｒ、Ｇ及びＢにカ
ラーフィルタが構成されていなくとも、画素Ｒ、Ｇ及び
Ｂにおいてそれぞれ、赤、緑及び青の表示を行うことが
できる。

【００１８】すなわち、本発明のカラー表示装置は、上
記光学手段２を用いることにより、表示パネル１側にお
いてカラーフィルタを形成することなく、カラー表示を
行うことを可能とするものであり、カラーフィルタを用
いないため、カラーフィルタの存在による光の強度の低
下が生じ難い。

【００１９】なお、液晶表示パネル１としては、前述し
たように、従来より公知の単純マトリクス型液晶表示パ
ネルやアクティブマトリクス型液晶表示パネルを用いる
ことができ、本発明では、内部にカラーフィルタを形成
しないでよいため、各液晶表示パネルを、容易にかつ高
い歩留りで製造することができる。

【００２０】また、図１から明らかなように、上記液晶
表示パネル１の光学手段２が配置される側には、光散乱
板３が配置される。光散乱板３は、光学手段２から与え
られる光を散乱させることにより、光学手段２の形がそ
のまま見えないようにするために設けられている。すな
わち、例えば図１において、液晶表示パネル１の左の方
から液晶表示パネル１を観察した場合、光散乱板３が存
在しない場合には、光学手段２として例えば点光源を用
いた場合、そのような点光源がそのまま見えてしまうお
それがある。光散乱板３は、このような問題を無くすた
めに設けられているものであり、直視型の液晶表示装置
に用いることが好ましいが、本発明において必ずしも必
須のものではない。

【００２１】すなわち、光散乱板３は、後述の第１，第
２の実施例において特に図示はしていないが、図１の概
略構成図に示したように設けられてもよく、あるいは設
けられていなくともよい。

【００２２】なお、光散乱板３は、図１では、液晶表示
パネル１の光学手段２側に配置されているが、液晶表示
パネル１の反対側の面、すなわち光の出射側に配置され
ていてもよい。

【００２３】図２は、本発明の第１の実施例に係るカラ
ー表示装置を説明するための略図的側面図である。第１
の実施例では、上記光学手段２が、光学部品としてのレ
ンチキュラーレンズ２１と、赤、緑及び青の各色の光を
発生する第１〜第３の光源２２〜２４とにより構成され
ている。この第１〜第３の光源２２〜２４は、点状もし
くはレンズ２１に平行な光源により構成される。すなわ
ち、レンチキュラーレンズ２１を通して、第１〜第３の
光源２２〜２４からの光が、液晶表示パネル１の画素
Ｒ、Ｇ及びＢにそれぞれ与えられる。

【００２４】レンチキュラーレンズ２１は、シリンドリ
カルレンズを連結し一体化したものに相当する構造を有
するものであるため、液晶表示パネル１と光源２２〜２
４との間に配置し、図２に示したように各色の光を導く
ようにさえ位置決めすればよいため、該レンチキュラー
レンズ２１を含む光学手段は、容易に構成することがで
きる。

【００２５】また、レンチキュラーレンズ２１は、単に
各色の光を透過させ、所定の画素Ｒ、Ｇ及びＢに各色の
光を割り当てる機能を有するだけである。従って、レン
チキュラーレンズ２１において、カラーフィルタの場合
のような光の強度の低下は生じ難い。

【００２６】図３は、本発明の第２の実施例に係るカラ
ー表示装置を説明するための略図的側面図である。第２
の実施例では、上記光学手段が、プリズム２５と、単一
の光源２６とにより構成されている。プリズム２５とし
ては、光源２６から与えられた光を、３原色の光に分離
し、かつ液晶表示パネル１の画素Ｒ、Ｇ及びＢに割り当
てるように導き得る適宜のプリズムが用いられる。この
ようなプリズム２０は、例えば石英、ガラス、プラスチ
ックなどの材料で構成することができる。

【００２７】第２の実施例では、光源としては、単一の
光源２６を用意するだけでよいため、光学手段の構造を
第１の実施例に比べて簡略化することができる。また、
第１の実施例の場合と同様に、分光手段としてのプリズ
ム２５は、単に光を分光し、所定の画素Ｒ、Ｇ及びＢに
光を導く機能を有するだけであるため、プリズム２５に
おける光の強度の低下は生じ難い。

【００２８】なお、第１，第２の実施例において、光源
２２〜２４及び２６としては、目的とする表示装置に応
じて適宜の光源を用い得るが、例えば、第１の実施例に
おける第１〜第３の光源としては、それぞれの色の光を
発生する高輝度放電発光ランプを用いることができる。
また、第２の実施例においては、白色光を発生する高輝
度放電発光ランプを用いることができる。

【００２９】上記のように、本発明のカラー表示装置で
は、上記光学手段を設けることによりカラーフィルタを
用いたカラー表示装置に比べて明るいカラー表示を行う
ことが可能であるが、このようなカラー表示は、眼鏡を
用いることなく立体画像を観察し得る立体画像表示装置
に好適に用いることができる。このような立体画像表示
の概略を、図４及び図５を参照して説明する。

【００３０】この立体画像表示装置は、画像表示用液晶
セル３１と、アクティブバリアパネル３０とから構成さ
れている。画像表示用液晶セル３１は、映像表示スクリ
ーンである液晶セルであり、例えばガラスなどからなる
基板３１ａと基板３１ｂとの間に液晶を配置することに
より構成されている。なお、３１ｃはシール材を示す。
画像表示用液晶セル３１では、右目用画像を表示する画
素部３５と、左目用画像を表示する画素部３４とが交互
に配置されている。図４及び図５において、Ｒは右目用
画像の画素部を示し、Ｌは左目用画像の画素部を示す。

【００３１】また、カラー表示を行うため、各画素部に
は、赤、緑及び青の３原色の表示を行うための画素が割
り当てられている。上記画像表示用液晶セル３１の背面
には、偏光板３２が設けられており、前面には偏光板３
３が設けられている。この偏光板３３を介して、画像表
示用液晶セル３１の前面には、アクティブバリアパネル
３０が配置されている。

【００３２】上記アクティブバリアパネル３０は、液晶
を用いて構成されており、例えばガラスなどからなる基
板３０ａと基板３０ｂとの間に液晶を充填した構造を有
する。基板３０ａ，３０ｂ間の距離は、スペーサ３０ｃ
により定められている。また、液晶を用いてバリアを構
成するために、ガラス基板３０ａ上に共通電極３０ｄ
が、ガラス基板３０ｂ上にバリアストライプ電極４１が
形成されている。共通電極３０ｄ及びバリアストライプ
電極４１は、例えばＩＴＯなどの透明導電性材料により
構成されている。

【００３３】図５は、この立体画像表示装置を観察者側
から見た模式的平面図である。図５から明らかなよう
に、画像表示用液晶セル３１の画素部３４，３５の前方
に上記バリアストライプ電極４１が位置することにな
り、バリアストライプ電極４１は、隣合う一対の画素部
３４，３５の上に跨がり、隣接する画素部３４，３５の
一部領域をそれぞれ覆い、右目用画像は、右目のみで、
左目用画像は左目のみで観察されるように設けられてい
る。また、アクティブバリアパネル３０の前面には、さ
らに偏光板４３が設けられている。

【００３４】上記立体画像表示装置では、３次元画像を
表示する場合には、画像表示用液晶セル３１において、
右目用画像及び左目用画像が図面上横方向に交互に表示
される。また、アクティブバリアパネル３０では、共通
電極３０ｄとバリアストライプ電極４１との間に電圧を
印加することにより、液晶分子の配向方向が変化され、
その結果、バリアストライプ電極４１上の領域が画像表
示用液晶セル３１から入射してきた光を遮断するストラ
イプ状のシャッターとして機能する。すなわち、バリア
ストライプ電極４１が設けられている領域が、バリアス
トライプを構成する。

【００３５】従って、画像表示用液晶セル３１で発生し
た右目用画像が、観察者の左目に入射しないように、か
つ左目用画像が右目に入射しないように、光が上記アク
ティブバリアパネル３０により遮断される。すなわち、
アクティブバリアパネル３０は、右目用画像が左目に、
左目用画像が右目に入射することを遮断するために設け
られている。

【００３６】なお、バリアストライプ電極４１と共通電
極３０ｄとの間に電圧を印加した際に、両者が対向して
いる領域がバリアとして機能するように構成されていた
が、逆に、バリアストライプ電極４１間の領域がバリア
として機能するように構成してもよい。もっとも、図４
の例では、共通電極３０ｄとバリアストライプ電極４１
との間に電圧を印加しない場合には、アクティブバリア
パネル３０がバリアとしての機能を果たさないため、画
像表示用液晶セル３１において２次元画像を表示させ、
それによって通常の２次元画像の表示装置として用いる
こともできる。

【００３７】上記のような立体画像表示装置において
は、アクティブバリアパネル３０が設けられているた
め、その分だけ表示が暗くなるという問題がある。そこ
で、このような立体画像表示装置において、画像表示用
セル３１にカラーフィルタを設けず、本発明に従って、
光学手段を配置することによりカラー表示を行えば、よ
り明るい立体画像を表示することができる。

【００３８】なお、第１の実施例では、光学部品として
レンチキュラーレンズが用いられていたか、本発明で
は、レンチキュラーレンズに代えて、蠅の目レンズを用
いてもよい。光学部品として蠅の目レンズを用いた例
を、図６に略図的に示す。

【００３９】図６から明らかなように、表示パネル６１
に際して、光学手段としての蠅の目レンズ６２が配置さ
れる。表示パネル６１では、赤色、緑色及び青色の表示
を行う各画素が、トライアングル状に配列されており、
この各画素をそれぞれ、Ｒ、Ｇ及びＢで示すこととす
る。

【００４０】蠅の目レンズ６２には、光源６３〜６５か
ら光が入射される。光源６３〜６５は、それぞれ、赤
色、緑色及び青色の光を発する適宜の光源により構成さ
れる。この光源６３〜６５についても、第１の実施例と
同様に構成され得る。蠅の目レンズ６２は、複眼レンズ
であり、上記光源６３〜６５から入射された赤色、緑色
及び青色の光を透過させ、上述した表示パネル６１上の
対応の色の表示を行う画素をＲ、Ｇ及びＢに、各色の光
Ｌ_R 、Ｌ_G 及びＬ_B を入射させる。このように、本発明
においては、上記光学部品としてレンチキュラーレンズ
に代えて、蠅の目レンズを用いてもよい。

【００４１】なお、図４に示した立体画像表示装置は、
本発明が好適に適用される立体画像表示装置の一例を示
すものに過ぎず、従来から公知のパララックスバリア方
式等を用いた適宜の立体画像表示装置に、本発明を好適
に適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明では、３原色の光が、表示パネル
の各色の表示を行う画素に上記光学手段により割り当て
て入射されるため、カラーフィルタを用いることなく、
カラー表示を行うことができる。カラーフィルタを用い
ないため、従来のカラーフィルタを用いたカラー表示装
置に比べて、より明るいカラー表示を得ることができ
る。しかも、表示パネル内にカラーフィルタを組み込む
必要がないため、表示パネルの構造の簡略化及び表示パ
ネルの歩留りの低減を果たし得る。

【００４３】よって、本発明によれば、明るいカラー表
示を実現し得るカラー表示装置を安定にかつ安価に提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施例のカラー表示装置の要部
を説明するための部分切欠側面図。

【図３】本発明の第２の実施例のカラー表示装置の要部
を説明するための部分切欠側面図。

【図４】本発明が好適に適用される立体画像表示装置の
一例を説明するための概略構成図。

【図５】図４に示した立体画素表示装置の観察者から見
た図。

【図６】光学部品としての蠅の目レンズを用いた例を示
す略図的斜視図。

【符号の説明】

１…液晶表示パネル ２…光学手段 ２１…光学部品としてのレンチキュラーレンズ ２２〜２４…第１〜第３の光源 ２５…分光手段としてのプリズム ２６…光源 ６１…表示パネル ６２…蠅の目レンズ ６３〜６５…光源 Ｒ、Ｇ、Ｂ…赤色、緑色及び青色の画素 Ｌ_R 、Ｌ_G 、Ｌ_B …赤色、緑色及び青色の光

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を表示パネルに入射し、透過させるこ
   とによりカラー表示を行うカラー表示装置において、 ３原色の光を、前記表示パネルの各色の表示を行う画素
   に割り当てて入射させる光学手段を備えることを特徴と
   する、カラー表示装置。
2. 【請求項２】 前記光学手段が、３原色の各色の光を発
   生する第１〜第３の光源と、 前記各光源から発した光を前記表示パネルの各色の表示
   を行う画素に導く光学部品とを有する、請求項１に記載
   のカラー表示装置。
3. 【請求項３】 前記光学部品が、レンチキュラーレンズ
   または蠅の目レンズである、請求項２に記載のカラー表
   示装置。
4. 【請求項４】 前記光学手段が、光源と、光源からの光
   を３原色の光に分光する分光手段とを有する、請求項１
   に記載のカラー表示装置。
5. 【請求項５】 前記分光手段が、プリズムあるいは回折
   格子である、請求項４に記載のカラー表示装置。
6. 【請求項６】 前記表示パネルが、カラーフィルタを有
   しない液晶表示パネルである、請求項１〜５の何れかに
   記載のカラー表示装置。
7. 【請求項７】 立体画像表示装置として用いられる、請
   求項１〜６の何れかに記載のカラー表示装置。