背光源系統(tǒng)（30）具有發(fā)出RGB光的發(fā)光部（31）和成像光學(xué)系統(tǒng)，使通過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光照射到液晶面板（37）。液晶面板（37）包括以間距（P）排列的多個(gè)像素，各像素按每種顏色包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)子像素。成像光學(xué)系統(tǒng)具有：以間距（P2）排列多個(gè)透鏡（1A）而形成的第一微透鏡陣列（MLA1）；和以規(guī)定的間距排列多個(gè)透鏡（2A）而形成的第二微透鏡陣列（MLA2）。透鏡（1A）將從發(fā)光部（31）射出的光按RGB分離，并且使其以與子像素的排列間距相同的間距會(huì)聚，透鏡（2A）與子像素一對(duì)一地設(shè)置，以使得通過透鏡（1A）的光會(huì)聚的位置與透鏡（2A）的焦點(diǎn)相互一致的方式被配置，并且使通過透鏡（1A）的光向與上述液晶面板的顯示面大致垂直的方向偏轉(zhuǎn)，照射到液晶面板（37）。由此，能夠滿足高的光利用效率，并且通過進(jìn)一步使視野角特性和清晰度提高，從而提高顯示品質(zhì)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及背光源系統(tǒng)和使用該背光源系統(tǒng)的液晶顯示裝置，具體而言，涉及在將透過型的液晶顯示元件的像素按顏色劃分而形成的子像素，使對(duì)應(yīng)顏色的色光從該子像素的背面會(huì)聚的背光源系統(tǒng)、和利用該背光源系統(tǒng)和上述液晶顯示元件進(jìn)行全彩顯示的液晶顯示裝置。
技術(shù)介紹
進(jìn)行全彩顯示的液晶顯示裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中，將透過型液晶顯示元件的像素分割為3個(gè)子像素，在這3個(gè)子像素分別粘貼紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的彩色濾光片，由背光源對(duì)其照射白色光，通過向子像素的液晶單元的施加電壓信號(hào)控制白色光透過子像素時(shí)的透過率，由此實(shí)現(xiàn)全彩顯示。 但是，因?yàn)椴噬珵V光片將與RGB中的各色對(duì)應(yīng)的波段的光透過，除此以外的光被吸收，所以在使用了彩色濾光片的液晶顯示裝置中，光的大約2/3被損失，存在光利用效率降低的問題。因此，實(shí)現(xiàn)光利用效率提高的技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)I中被提案。圖12是表示專利文獻(xiàn)I中記載的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖像顯示裝置21依次配置有背光源光源2、衍射光柵3、第一微透鏡陣列4、液晶面板5、第二微透鏡陣列22和擴(kuò)散板6。從背光源光源2射出大致平行的白色光W。該平行光與導(dǎo)光板7的光射出面12成小的角度，該平行光入射到衍射光柵3時(shí),通過衍射光柵3被衍射。通過衍射光柵3被衍射的衍射光中的一次衍射光向與衍射光柵3大致垂直的方向射出。這時(shí)，由于波長不同的光具有不同的衍射角，因此一次衍射光被分離為紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B。第一微透鏡陣列4，相對(duì)于液晶面板5的一組像素14、即相鄰的3個(gè)像素對(duì)應(yīng)地配置一個(gè)微透鏡4a。因此，以不同的光軸方向從衍射光柵3射出的紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B分別通過微透鏡4a被會(huì)聚在一組像素14中的相互不同的像素14。由此，通過控制這些像素14的開/關(guān)，能夠獨(dú)立地將紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B透過或者遮斷，能夠?qū)D像顯示裝置21彩色化。并且，第二微透鏡陣列22按照各微透鏡22a與第一微透鏡陣列4的微透鏡4a對(duì)應(yīng)的方式配置，第一微透鏡陣列4的主平面和第二微透鏡陣列22的主平面的距離L，與第一微透鏡陣列4的焦點(diǎn)和第二微透鏡陣列22的焦點(diǎn)的距離相等。因此，通過了液晶面板5的像素14的紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B的光軸方向相互不同，但是由于通過第二微透鏡陣列22的微透鏡22a，從而紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B的光軸被調(diào)整為平行。由此，通過了第二微透鏡陣列22的紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B因擴(kuò)散板6而被擴(kuò)散時(shí)，如圖12所示，各自的擴(kuò)散光的指向特性TK、Te、TB相等。由此，能夠抑制當(dāng)觀察者從不同的方向觀看圖像顯示裝置21時(shí)產(chǎn)生的顏色偏差，能夠提高光利用效率和視野角特性。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本國專利公報(bào)“專利第4055237號(hào)公報(bào)(2007年12月21日登記)”
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題但是，在專利文獻(xiàn)I的圖像顯示裝置21中，由于通過第二微透鏡陣列22的微透鏡22a，能夠?qū)⒓t色光R、綠色光G和藍(lán)色光B的光軸調(diào)整為平行，但是不能將各色光中的光軸以外的光線調(diào)整為平行。因此，關(guān)于光軸以外的光線的各色光的指向特性依然具有相互不同的角度，所以產(chǎn)生顏色偏差。另外，由于當(dāng)各色光到達(dá)擴(kuò)散層時(shí)，在水平方向上相互重疊，因此當(dāng)觀察者觀看顯示畫面時(shí)的清晰度降低。因此，在專利文獻(xiàn)I的圖像顯示裝置21中，不能充分地提高視野角特性和清晰度。本專利技術(shù)鑒于上述課題而完成，其目的在于提供能夠滿足高的光利用效率，并且通過使視野角特性和清晰度進(jìn)一歩改善而提高顯示品質(zhì)的背光源系統(tǒng)。用于解決課題的方法 本專利技術(shù)的背光源系統(tǒng)，為了解決上述課題，上述背光源系統(tǒng)具有發(fā)出不同的主波長的光的發(fā)光部；和使從該發(fā)光部射出的光會(huì)聚的成像光學(xué)系統(tǒng)，上述背光源系統(tǒng)使通過該成像光學(xué)系統(tǒng)的光照射到液晶面板，上述液晶面板包括以規(guī)定的間距排列的多個(gè)像素，各像素按每個(gè)顔色包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)子像素而構(gòu)成，上述成像光學(xué)系統(tǒng)具有以規(guī)定的間距排列第一透鏡多個(gè)而形成的第一透鏡陣列；和以規(guī)定的間距排列多個(gè)第二透鏡而形成的第二透鏡陣列，上述第一透鏡將從上述發(fā)光部射出的光按不同顔色分離，并且使分離后的光以與上述子像素的排列間距相同的間距會(huì)聚，上述第二透鏡與上述子像素ー對(duì)一地設(shè)置，以通過上述第一透鏡的光會(huì)聚的位置與該第二透鏡的焦點(diǎn)相互一致的方式配置，并且使通過上述第一透鏡的光向與上述液晶面板的顯示面大致垂直的方向偏轉(zhuǎn)，照射到上述液晶面板。依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，例如從包括RGB光源(LED)的發(fā)光部射出的各個(gè)光，在通過第二透鏡陣列之后，在空間上相互不同的位置，被變換為與液晶面板的顯示面大致垂直方向的光、即相互大致平行的方向的光(平行光)，照射液晶面板。并且，通過使液晶面板的RGB各子像素與第二透鏡陣列的各透鏡ー對(duì)一地對(duì)應(yīng)，能夠使從RGB各光源射出的光照射到RGB各子像素內(nèi)。由此，能夠不使用彩色濾光片而進(jìn)行全彩顯示，能夠使光利用效率提高與被彩色濾光片吸收的部分相應(yīng)的量。另外，這時(shí)，由于對(duì)液晶面板照射大致平行光，因此能夠使被存在于子像素之間的BM (黑矩陣)遮光的比例降低，與此相應(yīng)地使光利用效率提高。另外，在通過第二透鏡陣列后，大致平行光照射液晶面板，因此能夠提高清晰度。并且，通過第二透鏡陣列的光以大致平行光的狀態(tài)通過液晶面板之后到達(dá)擴(kuò)散板，因此RGB各色的擴(kuò)散光的角度分布變成相等。因此，即使觀察者從不同的方向觀看液晶顯示裝置，也不會(huì)由于方向不同而看到不同的顔色，視野角特性和色再現(xiàn)性變得良好。另夕卜，即使在使用個(gè)體差異非常大的LED等的光源的情況下，通過使光源光的個(gè)體差異的參差不齊平均化，能夠降低亮度不均、顏色不均。在本背光源系統(tǒng)中，當(dāng)將像素的排列間距設(shè)為P，將上述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像倍率設(shè)為(l/η)吋，上述發(fā)光部的排列間距P1以P1=IiXP表示，上述第一透鏡的排列間距P2以P2 = (n/ (n+1)) XP表示。依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二透鏡陣列的焦點(diǎn)位置，由來自發(fā)出與其子像素的顔色對(duì)應(yīng)的色光的多個(gè)光源的光導(dǎo)致成像交疊，因此區(qū)域間的邊界消失，能夠?qū)崿F(xiàn)空間上的均勻化。由此，能夠有效降低顯示畫面內(nèi)的區(qū)域間的亮度不均、顏色不均，能夠?qū)崿F(xiàn)更高品質(zhì)的顯示(參照?qǐng)D2)。在本背光源系統(tǒng)中，還能夠構(gòu)成為上述成像光學(xué)系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡。在上述結(jié)構(gòu)中，將菲涅爾透鏡配置于發(fā)光部與第一透鏡陣列之間，在菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)位置例如配置G光源，并在其兩側(cè)配置B光源和R光源的情況下，由于G光源位于菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)位置，因此從G光源射出的光通過菲涅爾透鏡后偏轉(zhuǎn)為平行光。另外，從R光源和B光源射出的光通過菲涅爾透鏡之后，相對(duì)于G光源分別向不同的角度方向偏轉(zhuǎn)為大致平行光。從RGB光源射出的光，在第二透鏡陣列的焦點(diǎn)位置，來自發(fā)出與該子像素的顏色對(duì)應(yīng)的色光的光源的光大致成像為一點(diǎn)。由此，通過第二透鏡陣列之后，更高平行度的光照射液晶面板，因此能夠進(jìn)ー步提高清晰度。在本背光源系統(tǒng)中，上述成像光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡陣列和第二透鏡陣列包括通過表面形狀使光路偏轉(zhuǎn)的透鏡；或者通過折射率分布使光路偏轉(zhuǎn)的透鏡。在此，在通過透鏡表面形狀使光路偏轉(zhuǎn)的情況下，利用在透鏡表面的界面的折射率差依照斯涅爾定律進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。另ー方面，在利用折射率分布使光路偏轉(zhuǎn)的情況下，通過使透鏡中的折射率具有分布而將光偏轉(zhuǎn)。這是通過使透鏡的中心部和周邊部的折射率發(fā)生變化，對(duì)透鏡內(nèi)部賦予折射率的梯度，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：內(nèi)田龍男，鈴木芳人，川上徹，關(guān)家一雄，西澤真裕，石鍋隆宏，片桐麥，江原克典，橋本佳擴(kuò)，石原將市，神崎修一，石井裕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：夏普株式會(huì)社，國立大學(xué)法人東北大學(xué)，
類型：
國別省市：
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