背光源系统（30）具有发出RGB光的发光部（31）和成像光学系统，使通过了成像光学系统的光照射到液晶面板（37）。液晶面板（37）包括以间距（P）排列的多个像素，各像素按每种颜色包括对应的多个子像素。成像光学系统具有：以间距（P2）排列多个透镜（1A）而形成的第一微透镜阵列（MLA1）；和以规定的间距排列多个透镜（2A）而形成的第二微透镜阵列（MLA2）。透镜（1A）将从发光部（31）射出的光按RGB分离，并且使其以与子像素的排列间距相同的间距会聚，透镜（2A）与子像素一对一地设置，以使得通过透镜（1A）的光会聚的位置与透镜（2A）的焦点相互一致的方式被配置，并且使通过透镜（1A）的光向与上述液晶面板的显示面大致垂直的方向偏转，照射到液晶面板（37）。由此，能够满足高的光利用效率，并且通过进一步使视野角特性和清晰度提高，从而提高显示品质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及背光源系统和使用该背光源系统的液晶显示装置，具体而言，涉及在将透过型的液晶显示元件的像素按颜色划分而形成的子像素，使对应颜色的色光从该子像素的背面会聚的背光源系统、和利用该背光源系统和上述液晶显示元件进行全彩显示的液晶显示装置。
技术介绍
进行全彩显示的液晶显示装置，在现有技术中，将透过型液晶显示元件的像素分割为3个子像素，在这3个子像素分别粘贴红(R)、绿(G)和蓝(B)的彩色滤光片，由背光源对其照射白色光，通过向子像素的液晶单元的施加电压信号控制白色光透过子像素时的透过率，由此实现全彩显示。 但是，因为彩色滤光片将与RGB中的各色对应的波段的光透过，除此以外的光被吸收，所以在使用了彩色滤光片的液晶显示装置中，光的大约2/3被损失，存在光利用效率降低的问题。因此，实现光利用效率提高的技术例如在专利文献I中被提案。图12是表示专利文献I中记载的图像显示装置的概略结构的截面图。图像显示装置21依次配置有背光源光源2、衍射光栅3、第一微透镜阵列4、液晶面板5、第二微透镜阵列22和扩散板6。从背光源光源2射出大致平行的白色光W。该平行光与导光板7的光射出面12成小的角度，该平行光入射到衍射光栅3时,通过衍射光栅3被衍射。通过衍射光栅3被衍射的衍射光中的一次衍射光向与衍射光栅3大致垂直的方向射出。这时，由于波长不同的光具有不同的衍射角，因此一次衍射光被分离为红色光R、绿色光G和蓝色光B。第一微透镜阵列4，相对于液晶面板5的一组像素14、即相邻的3个像素对应地配置一个微透镜4a。因此，以不同的光轴方向从衍射光栅3射出的红色光R、绿色光G和蓝色光B分别通过微透镜4a被会聚在一组像素14中的相互不同的像素14。由此，通过控制这些像素14的开/关，能够独立地将红色光R、绿色光G和蓝色光B透过或者遮断，能够将图像显示装置21彩色化。并且，第二微透镜阵列22按照各微透镜22a与第一微透镜阵列4的微透镜4a对应的方式配置，第一微透镜阵列4的主平面和第二微透镜阵列22的主平面的距离L，与第一微透镜阵列4的焦点和第二微透镜阵列22的焦点的距离相等。因此，通过了液晶面板5的像素14的红色光R、绿色光G和蓝色光B的光轴方向相互不同，但是由于通过第二微透镜阵列22的微透镜22a，从而红色光R、绿色光G和蓝色光B的光轴被调整为平行。由此，通过了第二微透镜阵列22的红色光R、绿色光G和蓝色光B因扩散板6而被扩散时，如图12所示，各自的扩散光的指向特性TK、Te、TB相等。由此，能够抑制当观察者从不同的方向观看图像显示装置21时产生的颜色偏差，能够提高光利用效率和视野角特性。现有技术文献专利文献专利文献I :日本国专利公报“专利第4055237号公报(2007年12月21日登记)”
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献I的图像显示装置21中，由于通过第二微透镜阵列22的微透镜22a，能够将红色光R、绿色光G和蓝色光B的光轴调整为平行，但是不能将各色光中的光轴以外的光线调整为平行。因此，关于光轴以外的光线的各色光的指向特性依然具有相互不同的角度，所以产生颜色偏差。另外，由于当各色光到达扩散层时，在水平方向上相互重叠，因此当观察者观看显示画面时的清晰度降低。因此，在专利文献I的图像显示装置21中，不能充分地提高视野角特性和清晰度。本专利技术鉴于上述课题而完成，其目的在于提供能够满足高的光利用效率，并且通过使视野角特性和清晰度进一歩改善而提高显示品质的背光源系统。用于解决课题的方法 本专利技术的背光源系统，为了解决上述课题，上述背光源系统具有发出不同的主波长的光的发光部；和使从该发光部射出的光会聚的成像光学系统，上述背光源系统使通过该成像光学系统的光照射到液晶面板，上述液晶面板包括以规定的间距排列的多个像素，各像素按每个顔色包括对应的多个子像素而构成，上述成像光学系统具有以规定的间距排列第一透镜多个而形成的第一透镜阵列；和以规定的间距排列多个第二透镜而形成的第二透镜阵列，上述第一透镜将从上述发光部射出的光按不同顔色分离，并且使分离后的光以与上述子像素的排列间距相同的间距会聚，上述第二透镜与上述子像素ー对一地设置，以通过上述第一透镜的光会聚的位置与该第二透镜的焦点相互一致的方式配置，并且使通过上述第一透镜的光向与上述液晶面板的显示面大致垂直的方向偏转，照射到上述液晶面板。依据上述结构，例如从包括RGB光源(LED)的发光部射出的各个光，在通过第二透镜阵列之后，在空间上相互不同的位置，被变换为与液晶面板的显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，通过使液晶面板的RGB各子像素与第二透镜阵列的各透镜ー对一地对应，能够使从RGB各光源射出的光照射到RGB各子像素内。由此，能够不使用彩色滤光片而进行全彩显示，能够使光利用效率提高与被彩色滤光片吸收的部分相应的量。另外，这时，由于对液晶面板照射大致平行光，因此能够使被存在于子像素之间的BM (黑矩阵)遮光的比例降低，与此相应地使光利用效率提高。另外，在通过第二透镜阵列后，大致平行光照射液晶面板，因此能够提高清晰度。并且，通过第二透镜阵列的光以大致平行光的状态通过液晶面板之后到达扩散板，因此RGB各色的扩散光的角度分布变成相等。因此，即使观察者从不同的方向观看液晶显示装置，也不会由于方向不同而看到不同的顔色，视野角特性和色再现性变得良好。另夕卜，即使在使用个体差异非常大的LED等的光源的情况下，通过使光源光的个体差异的參差不齐平均化，能够降低亮度不均、颜色不均。在本背光源系统中，当将像素的排列间距设为P，将上述成像光学系统的成像倍率设为(l/η)吋，上述发光部的排列间距P1以P1=IiXP表示，上述第一透镜的排列间距P2以P2 = (n/ (n+1)) XP表示。依据上述结构，在第二透镜阵列的焦点位置，由来自发出与其子像素的顔色对应的色光的多个光源的光导致成像交叠，因此区域间的边界消失，能够实现空间上的均匀化。由此，能够有效降低显示画面内的区域间的亮度不均、颜色不均，能够实现更高品质的显示(參照图2)。在本背光源系统中，还能够构成为上述成像光学系统包括菲涅尔透镜。在上述结构中，将菲涅尔透镜配置于发光部与第一透镜阵列之间，在菲涅尔透镜的焦点位置例如配置G光源，并在其两侧配置B光源和R光源的情况下，由于G光源位于菲涅尔透镜的焦点位置，因此从G光源射出的光通过菲涅尔透镜后偏转为平行光。另外，从R光源和B光源射出的光通过菲涅尔透镜之后，相对于G光源分别向不同的角度方向偏转为大致平行光。从RGB光源射出的光，在第二透镜阵列的焦点位置，来自发出与该子像素的颜色对应的色光的光源的光大致成像为一点。由此，通过第二透镜阵列之后，更高平行度的光照射液晶面板，因此能够进ー步提高清晰度。在本背光源系统中，上述成像光学系统的第一透镜阵列和第二透镜阵列包括通过表面形状使光路偏转的透镜；或者通过折射率分布使光路偏转的透镜。在此，在通过透镜表面形状使光路偏转的情况下，利用在透镜表面的界面的折射率差依照斯涅尔定律进行偏转。另ー方面，在利用折射率分布使光路偏转的情况下，通过使透镜中的折射率具有分布而将光偏转。这是通过使透镜的中心部和周边部的折射率发生变化，对透镜内部赋予折射率的梯度，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：内田龙男，铃木芳人，川上彻，关家一雄，西泽真裕，石锅隆宏，片桐麦，江原克典，桥本佳扩，石原将市，神崎修一，石井裕，
申请(专利权)人：夏普株式会社，国立大学法人东北大学，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。