JPH09244017A - フルカラー液晶画像表示装置 - Google Patents
フルカラー液晶画像表示装置Info
- Publication number
- JPH09244017A JPH09244017A JP4584896A JP4584896A JPH09244017A JP H09244017 A JPH09244017 A JP H09244017A JP 4584896 A JP4584896 A JP 4584896A JP 4584896 A JP4584896 A JP 4584896A JP H09244017 A JPH09244017 A JP H09244017A
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- Japan
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- light
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- color
- dispersed
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液晶表示用バックライトの利用効率を向上する
にあたって、一対のプリズムシートにより白色照明光を
色分散して所定の位置に照射させる。 【解決手段】入射する白色照明光を分光する光フィルタ
ーが、照明光を赤・緑・青の各波長分布の光に分散する
プリズムシートＡと、分散角度をさらに拡げると共に、
分散した３原色光を対応する画像表示用画素の位置に集
光させるためのレンチキュラーシートにほぼ垂直に入射
するように光路を変化させるプリズムシートＢとからな
る。
にあたって、一対のプリズムシートにより白色照明光を
色分散して所定の位置に照射させる。 【解決手段】入射する白色照明光を分光する光フィルタ
ーが、照明光を赤・緑・青の各波長分布の光に分散する
プリズムシートＡと、分散角度をさらに拡げると共に、
分散した３原色光を対応する画像表示用画素の位置に集
光させるためのレンチキュラーシートにほぼ垂直に入射
するように光路を変化させるプリズムシートＢとからな
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、フルカラー画像を
表示する液晶画像表示装置に関する。
表示する液晶画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】染料や顔料を用いた既存のカラーフィル
ターに代えて、ホログラムや回折格子の分光回折特性を
利用したカラーフィルター（以下、ＨＦＣと称する）を
用いたフルカラー液晶画像表示装置が公知であり、以下
のものが例示される。
ターに代えて、ホログラムや回折格子の分光回折特性を
利用したカラーフィルター（以下、ＨＦＣと称する）を
用いたフルカラー液晶画像表示装置が公知であり、以下
のものが例示される。
【０００３】特開平５−２３２３１９号公報 液晶画像表示装置のうち、液晶ビデオプロジェクターの
改良に係る本出願人による提案であり、カラーフィルタ
ーの各色セル自体をホログラムによって構成し、赤・緑
・青のそれぞれの色に対応させた微小なドットのホログ
ラムからなるホログラムパネル（カラーフィルター）を
有し、前記ホログラムパネルからの各色に対応したそれ
ぞれの回折光が集光するように、透光部を設けたスリッ
トを配置して、前記スリットを通過した光を、スクリー
ン上に赤・緑・青のドットとして結像させる液晶ビデオ
プロジェクターである。
改良に係る本出願人による提案であり、カラーフィルタ
ーの各色セル自体をホログラムによって構成し、赤・緑
・青のそれぞれの色に対応させた微小なドットのホログ
ラムからなるホログラムパネル（カラーフィルター）を
有し、前記ホログラムパネルからの各色に対応したそれ
ぞれの回折光が集光するように、透光部を設けたスリッ
トを配置して、前記スリットを通過した光を、スクリー
ン上に赤・緑・青のドットとして結像させる液晶ビデオ
プロジェクターである。
【０００４】特開平５−２４９３１８号公報 ホログラム素子により液晶照射光を３原色画像表示用画
素（液晶セル）の配置に応じた方向に回折することで３
原色光に分光する。各３原色画像表示用画素が相対応す
る３原色光により照射されることでカラー画像を表示す
る。
素（液晶セル）の配置に応じた方向に回折することで３
原色光に分光する。各３原色画像表示用画素が相対応す
る３原色光により照射されることでカラー画像を表示す
る。
【０００５】特開平６−３０８３３２号公報 入射光（白色光）をホログラムにより回折分光して所定
の空間的な周期で異なる波長の光を所望の位置に出射す
るようにして、（既存の）カラーフィルターを用いない
で、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。
の空間的な周期で異なる波長の光を所望の位置に出射す
るようにして、（既存の）カラーフィルターを用いない
で、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。
【０００６】上記〜の提案では、ＨＣＦを用いるこ
とにより、既存のカラーフィルターに比較して、液晶照
射光（白色バックライト）の吸収が少なく、光の利用効
率が向上し、明るく小消費電力のフルカラー液晶画像表
示装置が提供される。
とにより、既存のカラーフィルターに比較して、液晶照
射光（白色バックライト）の吸収が少なく、光の利用効
率が向上し、明るく小消費電力のフルカラー液晶画像表
示装置が提供される。
【０００７】しかしながら、一般的に、回折効率が高
く、広波長幅のホログラムを作製することは困難であ
り、量産性も低いため高価となってしまう問題点があ
る。
く、広波長幅のホログラムを作製することは困難であ
り、量産性も低いため高価となってしまう問題点があ
る。
【０００８】また、ホログラムとして感光材料中に屈折
率変調の形態で回折格子（干渉縞）を記録する体積位相
型ホログラムを用いる場合、感光材料自体が最終的な製
品であるカラーフィルターとなるため、耐環境性が良好
でなく、液晶画像表示装置の使用環境下に於いて光や熱
あるいは湿度などにより、着色，回折効率の劣化，白濁
などに例示される性能低下を引き起こす問題点がある。
率変調の形態で回折格子（干渉縞）を記録する体積位相
型ホログラムを用いる場合、感光材料自体が最終的な製
品であるカラーフィルターとなるため、耐環境性が良好
でなく、液晶画像表示装置の使用環境下に於いて光や熱
あるいは湿度などにより、着色，回折効率の劣化，白濁
などに例示される性能低下を引き起こす問題点がある。
【０００９】上記の提案には、ホログラム素子として
体積位相型ホログラム（フォトポリマーや重クロム酸ゼ
ラチン等の感光材を挟み込んだ透過体積型のホログラム
素子）を採用する旨が記載されている。
体積位相型ホログラム（フォトポリマーや重クロム酸ゼ
ラチン等の感光材を挟み込んだ透過体積型のホログラム
素子）を採用する旨が記載されている。
【００１０】上記の提案には、ホログラムとしては体
積位相型ホログラムに限らない旨（回折効率の波長依存
性がないかもしくは少ない干渉縞からなるレリーフ型，
位相型，振幅型のホログラム＝請求項２，３）が記載さ
れてはいるが、光学的手法により作製されるホログラム
を前提としており、レリーフ型ホログラムの場合は、凹
凸の深さ・ピッチは１μｍ以下と微細であるため、高精
度な作製が要求されることになる。
積位相型ホログラムに限らない旨（回折効率の波長依存
性がないかもしくは少ない干渉縞からなるレリーフ型，
位相型，振幅型のホログラム＝請求項２，３）が記載さ
れてはいるが、光学的手法により作製されるホログラム
を前提としており、レリーフ型ホログラムの場合は、凹
凸の深さ・ピッチは１μｍ以下と微細であるため、高精
度な作製が要求されることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光学的手法
により作製されるＨＣＦを用いないで、深さ・ピッチが
ｍｍ（ミリメートル）単位で済む程度に粗いプリズムシ
ートを採用することにより、白色照明光を色分散して所
定の位置に照射させるようにして、液晶表示用バックラ
イトの利用効率を大幅に向上させることを目的とする。
により作製されるＨＣＦを用いないで、深さ・ピッチが
ｍｍ（ミリメートル）単位で済む程度に粗いプリズムシ
ートを採用することにより、白色照明光を色分散して所
定の位置に照射させるようにして、液晶表示用バックラ
イトの利用効率を大幅に向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、入
射する白色照明光を光フィルターにより分光して赤・緑
・青の各波長分布の光に分散させ、液晶パネルの３原色
画像表示用画素を対応する３原色光により照射すること
でフルカラー画像を表示する液晶画像表示装置におい
て、光フィルターが、白色照明光を赤・緑・青の各波長
分布の光に分散するプリズムシートＡと、分散角度をさ
らに拡げると共に分散した３原色光が後述するレンチキ
ュラーシートにほぼ垂直に入射するように光路を変化さ
せるプリズムシートＢとからなり、３原色光が分散する
方向にシリンドリカルレンズが並設されたレンチキュラ
ーシートにより、シリンドリカルレンズ毎に各原色光を
対応する画像表示用画素の位置に集光することを特徴と
するフルカラー液晶画像表示装置である。
射する白色照明光を光フィルターにより分光して赤・緑
・青の各波長分布の光に分散させ、液晶パネルの３原色
画像表示用画素を対応する３原色光により照射すること
でフルカラー画像を表示する液晶画像表示装置におい
て、光フィルターが、白色照明光を赤・緑・青の各波長
分布の光に分散するプリズムシートＡと、分散角度をさ
らに拡げると共に分散した３原色光が後述するレンチキ
ュラーシートにほぼ垂直に入射するように光路を変化さ
せるプリズムシートＢとからなり、３原色光が分散する
方向にシリンドリカルレンズが並設されたレンチキュラ
ーシートにより、シリンドリカルレンズ毎に各原色光を
対応する画像表示用画素の位置に集光することを特徴と
するフルカラー液晶画像表示装置である。
【００１３】プリズムシートおよびレンチキュラーシー
トがプラスチックから構成されると一層好適である。
トがプラスチックから構成されると一層好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて説明
する。図１は、本発明のフルカラー液晶画像表示装置の
一例を概略的に示す断面図である。図示しない液晶照射
用バックライト（白色光源）側より、プリズムシート
Ａ，プリズムシートＢ，レンチキュラーシート，液晶パ
ネル，が配置されている。液晶照射光（白色バックライ
ト）が入射すると、入射光はプリズムシートＡ，Ｂそれ
ぞれのプリズム角度（または、屈折率）に応じて分散さ
れる。分散された光はレンチキュラーシートにより各シ
リンドリカルレンズ（赤・緑・青の各画素からなる１組
の画素に相当する）毎に集光され、液晶パネルに入射す
る。従って、プリズムシートＡ，Ｂそれぞれのプリズム
が対を成す必要がある。
する。図１は、本発明のフルカラー液晶画像表示装置の
一例を概略的に示す断面図である。図示しない液晶照射
用バックライト（白色光源）側より、プリズムシート
Ａ，プリズムシートＢ，レンチキュラーシート，液晶パ
ネル，が配置されている。液晶照射光（白色バックライ
ト）が入射すると、入射光はプリズムシートＡ，Ｂそれ
ぞれのプリズム角度（または、屈折率）に応じて分散さ
れる。分散された光はレンチキュラーシートにより各シ
リンドリカルレンズ（赤・緑・青の各画素からなる１組
の画素に相当する）毎に集光され、液晶パネルに入射す
る。従って、プリズムシートＡ，Ｂそれぞれのプリズム
が対を成す必要がある。
【００１５】図２は、図１の光学特性を説明するための
要部拡大図である。液晶照射光（白色バックライト）が
プリズムシートＡの表面に角度αで入射する。この時点
では、全ての波長の光は等しい入射角度である。照射光
がプリズムシートＡ，Ｂを通過するにつれて、光線はそ
れぞれの表面で屈折し、異なる波長ごとに分散される。
この際、同図において、プリズムシートＡ，Ｂの屈折率
がそれぞれｎ1 ，ｎ2であり、角度がそれぞれθ1 ，θ
2 とすると、スネルの公式より下記の関係が成り立つ。 ｎ1(λ) sin θ1 ＝ｎ2(λ) sin θ2
要部拡大図である。液晶照射光（白色バックライト）が
プリズムシートＡの表面に角度αで入射する。この時点
では、全ての波長の光は等しい入射角度である。照射光
がプリズムシートＡ，Ｂを通過するにつれて、光線はそ
れぞれの表面で屈折し、異なる波長ごとに分散される。
この際、同図において、プリズムシートＡ，Ｂの屈折率
がそれぞれｎ1 ，ｎ2であり、角度がそれぞれθ1 ，θ
2 とすると、スネルの公式より下記の関係が成り立つ。 ｎ1(λ) sin θ1 ＝ｎ2(λ) sin θ2
【００１６】プリズムシートＢによって、分散された光
の分散角度がさらに拡げられ、レンチキュラーシートに
ほぼ垂直に入射するように光路を変化されることにな
る。厳密には、プリズムシートＢから出射する光は、波
長により異なる角度でレンチキュラーシートに入射する
のであるが、可視波長域では平均的にレンチキュラーシ
ートにはほぼ垂直に入射することになる。
の分散角度がさらに拡げられ、レンチキュラーシートに
ほぼ垂直に入射するように光路を変化されることにな
る。厳密には、プリズムシートＢから出射する光は、波
長により異なる角度でレンチキュラーシートに入射する
のであるが、可視波長域では平均的にレンチキュラーシ
ートにはほぼ垂直に入射することになる。
【００１７】レンチキュラーシートは、白色光が分散す
る方向（同図では上下方向）にシリンドリカルレンズが
並設されており、分散した白色光（同図では便宜的に３
本で表示しており、それぞれの中心波長が赤・緑・青で
ある）の各原色光を、シリンドリカルレンズ（赤・緑・
青の各画素からなる１組の画素に相当する）毎に分配
し、液晶パネル（ＬＣＤ）の対応する画像表示用画素の
位置に集光する機能を有する。
る方向（同図では上下方向）にシリンドリカルレンズが
並設されており、分散した白色光（同図では便宜的に３
本で表示しており、それぞれの中心波長が赤・緑・青で
ある）の各原色光を、シリンドリカルレンズ（赤・緑・
青の各画素からなる１組の画素に相当する）毎に分配
し、液晶パネル（ＬＣＤ）の対応する画像表示用画素の
位置に集光する機能を有する。
【００１８】なお、プリズムシートを光線が通過する際
の光量の損失を回避する上で、構成材料をプラスチック
製とすることは有効であり、屈折率の大きいプラスチッ
クが一層好適である。
の光量の損失を回避する上で、構成材料をプラスチック
製とすることは有効であり、屈折率の大きいプラスチッ
クが一層好適である。
【００１９】屈折率の大きいプラスチック製であること
による優位点は、 各プリズムシートへの液晶照射光の入射角度（例え
ば、図２のα）を小さくすることができ、入射表面での
正反射による液晶照射光の透過光量の損失を低減でき
る。 レンチキュラーシートの焦点距離を小さくすることが
でき、装置全体の薄型化を図ることができる。 成型性が良いと共に、使用環境下における性能劣化が
少なく耐環境性が良好である。 ホログラム用感光材料に比べて安価。 などが挙げられる。
による優位点は、 各プリズムシートへの液晶照射光の入射角度（例え
ば、図２のα）を小さくすることができ、入射表面での
正反射による液晶照射光の透過光量の損失を低減でき
る。 レンチキュラーシートの焦点距離を小さくすることが
でき、装置全体の薄型化を図ることができる。 成型性が良いと共に、使用環境下における性能劣化が
少なく耐環境性が良好である。 ホログラム用感光材料に比べて安価。 などが挙げられる。
【００２０】
【実施例】図２の装置における各種パラメータの一例を
下記に示す。 プリズムシートおよびレンチキュラーシートの材質であ
るポリカーボネイトの屈折率ｎ；１．５８９（波長５４
６．１ｎｍで） 液晶照射光の入射角度α；７７° プリズムシートＡの角度θ1 ；４５° プリズムシートＢの角度θ2 ；５４° 赤色光の中心波長λRED ；６２５ｎｍ 緑色光の中心波長λGREEN ；５２０ｎｍ 青色光の中心波長λBLUE ；４６５ｎｍ レンチキュラーシートの焦点距離ｆ；６．２２ｍｍ シリンドリカルレンズの開口（ピッチ）；３００μｍ 液晶パネルの画像表示用画素のピッチ；１００μｍ 液晶照射光が完全な平行光でなく、入射角度α（７７
°）の幅Δαが±３°である場合の各原色光の集光位置
のズレΔｙ；２５μｍ
下記に示す。 プリズムシートおよびレンチキュラーシートの材質であ
るポリカーボネイトの屈折率ｎ；１．５８９（波長５４
６．１ｎｍで） 液晶照射光の入射角度α；７７° プリズムシートＡの角度θ1 ；４５° プリズムシートＢの角度θ2 ；５４° 赤色光の中心波長λRED ；６２５ｎｍ 緑色光の中心波長λGREEN ；５２０ｎｍ 青色光の中心波長λBLUE ；４６５ｎｍ レンチキュラーシートの焦点距離ｆ；６．２２ｍｍ シリンドリカルレンズの開口（ピッチ）；３００μｍ 液晶パネルの画像表示用画素のピッチ；１００μｍ 液晶照射光が完全な平行光でなく、入射角度α（７７
°）の幅Δαが±３°である場合の各原色光の集光位置
のズレΔｙ；２５μｍ
【００２１】
【発明の効果】本発明による装置は、光学的手法によら
ずに作製されるプリズムシートを採用することにより、
以下に列挙する利点を有する。 （１）ホログラムや回折格子に比べて粗いオーダーの深
さ・ピッチで良いため、作製が容易で量産性が高く、安
価である。 （２）プラスチック製プリズムシートとすることによ
り、耐環境性が良好となり、使用環境下に於いて光や熱
あるいは湿度などによる、着色，回折効率の劣化，白濁
などの性能低下の問題が少なくなる。
ずに作製されるプリズムシートを採用することにより、
以下に列挙する利点を有する。 （１）ホログラムや回折格子に比べて粗いオーダーの深
さ・ピッチで良いため、作製が容易で量産性が高く、安
価である。 （２）プラスチック製プリズムシートとすることによ
り、耐環境性が良好となり、使用環境下に於いて光や熱
あるいは湿度などによる、着色，回折効率の劣化，白濁
などの性能低下の問題が少なくなる。
【００２２】
【図１】本発明のフルカラー液晶画像表示装置の一例を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】図１の光学特性を説明するための要部拡大図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年４月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】染料や顔料を用いた既存のカラーフィル
ターに代えて、ホログラムや回折格子の分光回折特性を
利用したカラーフィルター（以下、ＨＣＦ；Holographi
c Col-or Filter と称する）を用いたフルカラー液晶画
像表示装置が公知であり、以下のものが例示される。
ターに代えて、ホログラムや回折格子の分光回折特性を
利用したカラーフィルター（以下、ＨＣＦ；Holographi
c Col-or Filter と称する）を用いたフルカラー液晶画
像表示装置が公知であり、以下のものが例示される。
Claims (2)
- 【請求項１】入射する白色照明光を光フィルターにより
分光して赤・緑・青の各波長分布の光に分散させ、液晶
パネルの３原色画像表示用画素を対応する３原色光によ
り照射することでフルカラー画像を表示する液晶画像表
示装置において、 光フィルターが、白色照明光を赤・緑・青の各波長分布
の光に分散するプリズムシートＡと、分散角度をさらに
拡げると共に分散した３原色光が後述するレンチキュラ
ーシートにほぼ垂直に入射するように光路を変化させる
プリズムシートＢとからなり、 ３原色光が分散する方向にシリンドリカルレンズが並設
されたレンチキュラーシートにより、シリンドリカルレ
ンズ毎に各原色光を対応する画像表示用画素の位置に集
光することを特徴とするフルカラー液晶画像表示装置。 - 【請求項２】プリズムシートおよびレンチキュラーシー
トがプラスチックから構成されることを特徴とする請求
項１記載のフルカラー液晶画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584896A JPH09244017A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | フルカラー液晶画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584896A JPH09244017A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | フルカラー液晶画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09244017A true JPH09244017A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12730639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4584896A Pending JPH09244017A (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | フルカラー液晶画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09244017A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020054A1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-22 | Tyco Electronics Corporation | Color image projection system |
| WO2015039467A1 (zh) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板、显示面板及其显示装置 |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP4584896A patent/JPH09244017A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020054A1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-22 | Tyco Electronics Corporation | Color image projection system |
| WO2015039467A1 (zh) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板、显示面板及其显示装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031211 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |