JPH09211452A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH09211452A JPH09211452A JP8039142A JP3914296A JPH09211452A JP H09211452 A JPH09211452 A JP H09211452A JP 8039142 A JP8039142 A JP 8039142A JP 3914296 A JP3914296 A JP 3914296A JP H09211452 A JPH09211452 A JP H09211452A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示素子の各色に対応する各画素に入射
する各波長の光の入射効率を平均化し、明るくて白色度
の高いカラー画像が得られるようにする。 【解決手段】 光源部からの平行光をＲ、Ｇ、Ｂの各波
長ごとに回折して液晶セル７の各色に対応する画素に集
光させるホログラムは、各色の画素それぞれに対応する
Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、
１２Ｂを１組とする単位ホログラムを周期的に配列して
なり、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、回
折した特定波長の光を液晶セル７の対応する色の画素に
集光させ、その他の波長の光をその色に対応する液晶セ
ル７の他の各色の画素に向けて出射するようにした。し
たがって、従来のホログラムのようにＲ、Ｇ、Ｂのいず
れか１種類の波長のみが強く表れることがなく、液晶セ
ル７の各画素に入射する各波長の光の入射効率を平均化
でき、白色度の高いカラー画像を表示させることができ
る。
する各波長の光の入射効率を平均化し、明るくて白色度
の高いカラー画像が得られるようにする。 【解決手段】 光源部からの平行光をＲ、Ｇ、Ｂの各波
長ごとに回折して液晶セル７の各色に対応する画素に集
光させるホログラムは、各色の画素それぞれに対応する
Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、
１２Ｂを１組とする単位ホログラムを周期的に配列して
なり、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、回
折した特定波長の光を液晶セル７の対応する色の画素に
集光させ、その他の波長の光をその色に対応する液晶セ
ル７の他の各色の画素に向けて出射するようにした。し
たがって、従来のホログラムのようにＲ、Ｇ、Ｂのいず
れか１種類の波長のみが強く表れることがなく、液晶セ
ル７の各画素に入射する各波長の光の入射効率を平均化
でき、白色度の高いカラー画像を表示させることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はカラー画像を表示
する液晶表示装置に関する。
する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置には、光源部からの光を液
晶表示パネル（液晶表示素子）の背面に照射してカラー
表示するものがある。このような液晶表示装置では、液
晶表示パネルの各画素に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の３色からなるカラーフィルタを用い、このカ
ラーフィルタを光源部からの光が透過するときに着色し
てカラー表示を行なう構造であると、光源部からの光が
液晶表示パネルを透過する際、カラーフィルタによって
その補色成分の光が吸収されるため、光の利用効率が悪
く、表示が暗くなる。
晶表示パネル（液晶表示素子）の背面に照射してカラー
表示するものがある。このような液晶表示装置では、液
晶表示パネルの各画素に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の３色からなるカラーフィルタを用い、このカ
ラーフィルタを光源部からの光が透過するときに着色し
てカラー表示を行なう構造であると、光源部からの光が
液晶表示パネルを透過する際、カラーフィルタによって
その補色成分の光が吸収されるため、光の利用効率が悪
く、表示が暗くなる。
【０００３】このような問題を解消するため、従来で
は、図４に示すように、光源部１からの光をホログラム
２によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回
折して液晶表示パネル３の各色に対応する画素に集光さ
せることにより、カラー画像を表示する液晶表示装置が
開発されている。この場合、光源部１は、放物面からな
るリフレクタ４の焦点位置に光源５が配置され、この光
源５から発生した光をリフレクタ４で光軸６に平行な光
として反射する構造になっている。液晶表示パネル３
は、一対の透明な電極基板間に液晶を封入してなる液晶
セル７と、この液晶セル７の入射側に配置された入射側
偏光板８と、液晶セル７の出射側に配置された出射側偏
光板９とからなっている。液晶セル７は、一対の電極基
板間にＲ、Ｇ、Ｂに対応する画素がドットマトリックス
状に配列形成されているとともに、各画素間に対応する
個所にブラックマトリックス１０が形成された構造にな
っている。
は、図４に示すように、光源部１からの光をホログラム
２によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回
折して液晶表示パネル３の各色に対応する画素に集光さ
せることにより、カラー画像を表示する液晶表示装置が
開発されている。この場合、光源部１は、放物面からな
るリフレクタ４の焦点位置に光源５が配置され、この光
源５から発生した光をリフレクタ４で光軸６に平行な光
として反射する構造になっている。液晶表示パネル３
は、一対の透明な電極基板間に液晶を封入してなる液晶
セル７と、この液晶セル７の入射側に配置された入射側
偏光板８と、液晶セル７の出射側に配置された出射側偏
光板９とからなっている。液晶セル７は、一対の電極基
板間にＲ、Ｇ、Ｂに対応する画素がドットマトリックス
状に配列形成されているとともに、各画素間に対応する
個所にブラックマトリックス１０が形成された構造にな
っている。
【０００４】ところで、このような液晶表示装置に用い
られるホログラム２は、１つの回折格子でいずれの波長
をも回折するとともに、波長によって異なる回折角で回
折するものであり、光源部１からの平行光が所定の角度
（例えば、約６０°の角度）をもって入射するように配
置され、入射した光を図５に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの各
波長ごとに分光して液晶セル７の各色に対応する画素に
向けて出射する構造になっている。すなわち、このホロ
グラム２は、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの３色に対応する
３つの画素を１組とする単位画素に対応する単位ホログ
ラムを周期的に配列した構造になっている。
られるホログラム２は、１つの回折格子でいずれの波長
をも回折するとともに、波長によって異なる回折角で回
折するものであり、光源部１からの平行光が所定の角度
（例えば、約６０°の角度）をもって入射するように配
置され、入射した光を図５に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの各
波長ごとに分光して液晶セル７の各色に対応する画素に
向けて出射する構造になっている。すなわち、このホロ
グラム２は、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの３色に対応する
３つの画素を１組とする単位画素に対応する単位ホログ
ラムを周期的に配列した構造になっている。
【０００５】したがって、この液晶表示装置では、光源
部１からの平行光が所定角度をもってホログラム２に入
射すると、図５に示すように、入射した光がホログラム
２によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回
折されて液晶セル７の各色に対応する画素に向けて出射
されるので、カラーフィルタを用いなくても、カラー表
示ができる。
部１からの平行光が所定角度をもってホログラム２に入
射すると、図５に示すように、入射した光がホログラム
２によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回
折されて液晶セル７の各色に対応する画素に向けて出射
されるので、カラーフィルタを用いなくても、カラー表
示ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示装置では、ホログラム２の単位ホログラム
で入射光をＲ、Ｇ、Ｂの各波長に分光して液晶セル７の
各色に対応する画素に向けて集光する構造であるから、
各波長の光の集光点ＳR、ＳG、ＳBがＲ、Ｇ、Ｂの各波
長によって異なり、例えば図５に示すように、Ｇ波長の
光の集光点ＳGを液晶セル７のＧ画素の位置に設定する
と、Ｒ波長とＢ波長の各集光点ＳR、ＳBがＧ波長の集光
点ＳGを通るホログラム２への入射光と平行な直線Ｌ0上
において液晶セル７のＲ画素およびＢ画素に対応する個
所に位置することになる。このため、液晶セル７のＧ画
素に入射するＧ波長の光の入射効率は良いが、Ｒ画素お
よびＢ画素に入射するＲ波長とＢ波長の光の入射効率が
Ｇ波長の光に比べて悪くなり、このためＧ波長の色が強
く表れ、白色度が緑色方向に片寄り、白色度が低下する
という問題がある。
うな液晶表示装置では、ホログラム２の単位ホログラム
で入射光をＲ、Ｇ、Ｂの各波長に分光して液晶セル７の
各色に対応する画素に向けて集光する構造であるから、
各波長の光の集光点ＳR、ＳG、ＳBがＲ、Ｇ、Ｂの各波
長によって異なり、例えば図５に示すように、Ｇ波長の
光の集光点ＳGを液晶セル７のＧ画素の位置に設定する
と、Ｒ波長とＢ波長の各集光点ＳR、ＳBがＧ波長の集光
点ＳGを通るホログラム２への入射光と平行な直線Ｌ0上
において液晶セル７のＲ画素およびＢ画素に対応する個
所に位置することになる。このため、液晶セル７のＧ画
素に入射するＧ波長の光の入射効率は良いが、Ｒ画素お
よびＢ画素に入射するＲ波長とＢ波長の光の入射効率が
Ｇ波長の光に比べて悪くなり、このためＧ波長の色が強
く表れ、白色度が緑色方向に片寄り、白色度が低下する
という問題がある。
【０００７】この発明の課題は、液晶表示素子の各色に
対応する各画素に入射する各波長の光の入射効率を平均
化し、明るくて白色度の高いカラー画像が得られるよう
にすることである。
対応する各画素に入射する各波長の光の入射効率を平均
化し、明るくて白色度の高いカラー画像が得られるよう
にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、光源部から
の平行光をホログラムによって赤、緑、青の各波長ごと
に異なる回折角で回折して液晶表示素子の各色に対応す
る画素に集光させることにより、カラー画像を表示する
液晶表示装置において、ホログラムは、液晶表示素子の
各色の画素それぞれに対応する赤波長用、緑波長用、青
波長用の３種類のホログラムセルを１組とする単位ホロ
グラムが周期的に配列され、３種類のホログラムセルそ
れぞれは、異なる回折角で回折した赤、緑、青の各波長
のうち、特定波長の光を液晶表示素子の対応する色の画
素に集光させ、その他の波長の光をそれぞれその色に対
応する液晶表示素子の他の各色の画素に向けて出射する
構造であることを特徴とするものである。
の平行光をホログラムによって赤、緑、青の各波長ごと
に異なる回折角で回折して液晶表示素子の各色に対応す
る画素に集光させることにより、カラー画像を表示する
液晶表示装置において、ホログラムは、液晶表示素子の
各色の画素それぞれに対応する赤波長用、緑波長用、青
波長用の３種類のホログラムセルを１組とする単位ホロ
グラムが周期的に配列され、３種類のホログラムセルそ
れぞれは、異なる回折角で回折した赤、緑、青の各波長
のうち、特定波長の光を液晶表示素子の対応する色の画
素に集光させ、その他の波長の光をそれぞれその色に対
応する液晶表示素子の他の各色の画素に向けて出射する
構造であることを特徴とするものである。
【０００９】したがって、この発明によれば、ホログラ
ムの単位ホログラムが赤波長用、緑波長用、青波長用の
３種類のホログラムセルで構成され、各ホログラムセル
それぞれが、赤、緑、青の各波長のうち、特定波長の光
をその波長の色に対応する液晶表示素子の画素に集光さ
せるので、従来のホログラムのように赤、緑、青の各波
長のいずれか１種類の波長のみが強く表れることがな
く、液晶表示素子の各色に対応する各画素に入射する各
波長の光の入射効率を平均化することができ、これによ
り白色度の高いカラー画像を表示させることができ、し
かも各ホログラムセルが特定波長以外の他の波長の光を
それぞれその色に対応する液晶表示素子の他の画素に向
けて出射するので、光の利用効率が良く、明るいカラー
画像を得ることができる。
ムの単位ホログラムが赤波長用、緑波長用、青波長用の
３種類のホログラムセルで構成され、各ホログラムセル
それぞれが、赤、緑、青の各波長のうち、特定波長の光
をその波長の色に対応する液晶表示素子の画素に集光さ
せるので、従来のホログラムのように赤、緑、青の各波
長のいずれか１種類の波長のみが強く表れることがな
く、液晶表示素子の各色に対応する各画素に入射する各
波長の光の入射効率を平均化することができ、これによ
り白色度の高いカラー画像を表示させることができ、し
かも各ホログラムセルが特定波長以外の他の波長の光を
それぞれその色に対応する液晶表示素子の他の画素に向
けて出射するので、光の利用効率が良く、明るいカラー
画像を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して、こ
の発明の液晶表示装置の一実施形態について説明する。
なお、図４および図５に示された従来例と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。この液晶表示装
置は、従来と同様、光源部１からの平行光をホログラム
１１によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で
回折して液晶表示パネル３の各色に対応する画素に集光
させることにより、カラー画像を表示するものである。
液晶表示パネル３は、従来と同様、液晶セル７と、入射
側偏光板８と、出射側偏光板９とからなり、液晶セル７
は、液晶が封入される一対の透明な電極基板間にＲ、
Ｇ、Ｂの各色に対応する画素がドットマトリックス状に
配列形成されているとともに、各画素間に対応する個所
にブラックマトリックス１０が形成された構造になって
いる。この場合、液晶セル７の各画素とホログラム１１
との間隔は１．１ｍｍであり、液晶セル７の透明な電極
基板の屈折率ｎは１．５２であり、液晶セル７の画素ピ
ッチは縦方向が８３μｍ、横方向が８８μｍであり、画
素サイズ（ブラックマトリックス１０の開口部のサイ
ズ）は縦が４３μｍ、横が５４μｍである。
の発明の液晶表示装置の一実施形態について説明する。
なお、図４および図５に示された従来例と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。この液晶表示装
置は、従来と同様、光源部１からの平行光をホログラム
１１によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折角で
回折して液晶表示パネル３の各色に対応する画素に集光
させることにより、カラー画像を表示するものである。
液晶表示パネル３は、従来と同様、液晶セル７と、入射
側偏光板８と、出射側偏光板９とからなり、液晶セル７
は、液晶が封入される一対の透明な電極基板間にＲ、
Ｇ、Ｂの各色に対応する画素がドットマトリックス状に
配列形成されているとともに、各画素間に対応する個所
にブラックマトリックス１０が形成された構造になって
いる。この場合、液晶セル７の各画素とホログラム１１
との間隔は１．１ｍｍであり、液晶セル７の透明な電極
基板の屈折率ｎは１．５２であり、液晶セル７の画素ピ
ッチは縦方向が８３μｍ、横方向が８８μｍであり、画
素サイズ（ブラックマトリックス１０の開口部のサイ
ズ）は縦が４３μｍ、横が５４μｍである。
【００１１】また、ホログラム１１は、１つの回折格子
でいずれの波長をも回折するとともに、波長ごとに異な
る回折角で回折するものであり、光源からの平行光が所
定の角度（約６０°の角度）をもって入射し、この入射
光を回折して液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する
画素にそれぞれ入射させる構造になっている。すなわ
ち、このホログラム１１は、液晶セル７の各色の画素そ
れぞれに対応するＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ波長用の３種
類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを１組とす
る単位ホログラム１３が周期的に配列された構造になっ
ており、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、
異なる回折角で回折したＲ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、そ
れぞれ特定波長の光を液晶セル７の対応する色の画素に
集光させ、その他の波長の光をそれぞれその色に対応す
る液晶セル７の他の色の画素に向けて出射する構造にな
っている。
でいずれの波長をも回折するとともに、波長ごとに異な
る回折角で回折するものであり、光源からの平行光が所
定の角度（約６０°の角度）をもって入射し、この入射
光を回折して液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する
画素にそれぞれ入射させる構造になっている。すなわ
ち、このホログラム１１は、液晶セル７の各色の画素そ
れぞれに対応するＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ波長用の３種
類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを１組とす
る単位ホログラム１３が周期的に配列された構造になっ
ており、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、
異なる回折角で回折したＲ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、そ
れぞれ特定波長の光を液晶セル７の対応する色の画素に
集光させ、その他の波長の光をそれぞれその色に対応す
る液晶セル７の他の色の画素に向けて出射する構造にな
っている。
【００１２】すなわち、３種類のホログラムセル１２
Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのうち、Ｒ波長用のホログラムセル
１２Ｒは、図２（ａ）に示すように、Ｒ波長の光の集光
点ＳRが液晶セル７のＲ色の画素のほぼ中心位置に設定
され、Ｒ波長の主光線がＲ色の画素のほぼ中心に垂直
（法線方向）に入射し、他のＧ、Ｂの各波長の光の集光
点ＳG、ＳBがＲ波長の光の集光点ＳRを通るホログラム
１１への入射光と平行な直線ＬR上において、液晶セル
７の他の色の画素Ｇ、Ｂに対応する位置、つまり画素
Ｇ、Ｂから出射側に離れた位置にそれぞれ設定され、各
画素Ｇ、Ｂにその各波長の主光線がそれぞれ特定の角度
をもって入射する構造になっている。具体的には、Ｒ波
長用のホログラムセル１２Ｒは、回折格子のピッチが７
１６ｎｍで、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の画素の配
列方向に沿って均一に形成されており、液晶セル７の各
色の画素に入射する各波長は、Ｒ波長が６２０ｎｍ、Ｇ
波長が５３３ｎｍ、Ｂ波長が４４８ｎｍであり、ホログ
ラムセル１２Ｒから出射する主光線の角度は、図３に示
すように、ホログラムセル１２Ｒの法線方向を０°、こ
の法線方向に対し左側を負（−）、右側を正（＋）とし
たとき、Ｒ波長が０°、Ｇ波長が−４．６°、Ｂ波長が
−９．１°になるように、設定されている。
Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのうち、Ｒ波長用のホログラムセル
１２Ｒは、図２（ａ）に示すように、Ｒ波長の光の集光
点ＳRが液晶セル７のＲ色の画素のほぼ中心位置に設定
され、Ｒ波長の主光線がＲ色の画素のほぼ中心に垂直
（法線方向）に入射し、他のＧ、Ｂの各波長の光の集光
点ＳG、ＳBがＲ波長の光の集光点ＳRを通るホログラム
１１への入射光と平行な直線ＬR上において、液晶セル
７の他の色の画素Ｇ、Ｂに対応する位置、つまり画素
Ｇ、Ｂから出射側に離れた位置にそれぞれ設定され、各
画素Ｇ、Ｂにその各波長の主光線がそれぞれ特定の角度
をもって入射する構造になっている。具体的には、Ｒ波
長用のホログラムセル１２Ｒは、回折格子のピッチが７
１６ｎｍで、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の画素の配
列方向に沿って均一に形成されており、液晶セル７の各
色の画素に入射する各波長は、Ｒ波長が６２０ｎｍ、Ｇ
波長が５３３ｎｍ、Ｂ波長が４４８ｎｍであり、ホログ
ラムセル１２Ｒから出射する主光線の角度は、図３に示
すように、ホログラムセル１２Ｒの法線方向を０°、こ
の法線方向に対し左側を負（−）、右側を正（＋）とし
たとき、Ｒ波長が０°、Ｇ波長が−４．６°、Ｂ波長が
−９．１°になるように、設定されている。
【００１３】Ｇ波長用のホログラムセル１２Ｇは、図２
（ｂ）に示すように、Ｇ波長の光の集光点ＳGが液晶セ
ル７のＧ色の画素のほぼ中心位置に設定され、Ｇ波長の
主光線がＲ色の画素のほぼ中心に垂直（法線方向）に入
射し、他のＲ、Ｂの各波長の光の集光点ＳR、ＳBがＧ波
長の光の集光点ＳGを通るホログラム１１への入射光と
平行な直線ＬG上において、液晶セル７の他の色の画素
Ｒ、Ｂに対応する位置、つまりＲ波長の光の集光点ＳR
は画素Ｒの入射側に離れた位置で、Ｂ波長の光の集光点
ＳBは画素Ｂから出射側に離れた位置にそれぞれ設定さ
れ、各画素Ｒ、Ｂにその各波長の主光線がそれぞれ特定
の角度をもって入射する構造になっている。具体的に
は、Ｇ波長用のホログラムセル１２Ｇは、回折格子のピ
ッチが６２４ｎｍで、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の
画素の配列方向に沿って均一に形成されており、液晶セ
ル７の各色の画素に入射する各波長は、Ｒ波長が６１６
ｎｍ、Ｇ波長が５４０ｎｍ、Ｂ波長が４６４ｎｍであ
り、ホログラムセル１２Ｇから出射する主光線の角度
は、図３に示すように正負を決めたとき、Ｇ波長が０
°、Ｒ波長が＋４．６°、Ｂ波長が−４．６°になるよ
うに、設定されている。
（ｂ）に示すように、Ｇ波長の光の集光点ＳGが液晶セ
ル７のＧ色の画素のほぼ中心位置に設定され、Ｇ波長の
主光線がＲ色の画素のほぼ中心に垂直（法線方向）に入
射し、他のＲ、Ｂの各波長の光の集光点ＳR、ＳBがＧ波
長の光の集光点ＳGを通るホログラム１１への入射光と
平行な直線ＬG上において、液晶セル７の他の色の画素
Ｒ、Ｂに対応する位置、つまりＲ波長の光の集光点ＳR
は画素Ｒの入射側に離れた位置で、Ｂ波長の光の集光点
ＳBは画素Ｂから出射側に離れた位置にそれぞれ設定さ
れ、各画素Ｒ、Ｂにその各波長の主光線がそれぞれ特定
の角度をもって入射する構造になっている。具体的に
は、Ｇ波長用のホログラムセル１２Ｇは、回折格子のピ
ッチが６２４ｎｍで、液晶セル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の
画素の配列方向に沿って均一に形成されており、液晶セ
ル７の各色の画素に入射する各波長は、Ｒ波長が６１６
ｎｍ、Ｇ波長が５４０ｎｍ、Ｂ波長が４６４ｎｍであ
り、ホログラムセル１２Ｇから出射する主光線の角度
は、図３に示すように正負を決めたとき、Ｇ波長が０
°、Ｒ波長が＋４．６°、Ｂ波長が−４．６°になるよ
うに、設定されている。
【００１４】Ｂ波長用のホログラムセル１２Ｂは、図２
（ｃ）に示すように、Ｂ波長の集光点ＳBが液晶セル７
のＢ色用の画素のほぼ中心位置に設定され、Ｂ波長の主
光線がＢ色の画素のほぼ中心に垂直（法線方向）に入射
し、他のＲ、Ｇの各波長の光の集光点ＳR、ＳGがＢ波長
の光の集光点ＳBを通るホログラム１１への入射光と平
行な直線上において、液晶セル７のＲ、Ｇの各色の画素
Ｒ、Ｇに対応する位置、つまり画素Ｒ、Ｇから入射側に
離れた位置にそれぞれ設定され、各画素Ｒ、Ｇにその各
波長の主光線がそれぞれ特定の角度をもって入射する構
造になっている。具体的には、Ｂ波長用のホログラムセ
ル１２Ｂは、回折格子のピッチが５４３ｎｍで、液晶セ
ル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の画素の配列方向に沿って均一
に形成されており、液晶セル７の各色の画素に入射する
各波長は、Ｒ波長が６００ｎｍ、Ｇ波長が５３６ｎｍ、
Ｂ波長が４７０ｎｍであり、ホログラムセル１２Ｂから
出射する主光線の角度は、図３に示すように正負を決め
たとき、Ｂ波長が０°、Ｒ波長が＋９．１°、Ｇ波長が
＋４．６°になるように、設定されている。
（ｃ）に示すように、Ｂ波長の集光点ＳBが液晶セル７
のＢ色用の画素のほぼ中心位置に設定され、Ｂ波長の主
光線がＢ色の画素のほぼ中心に垂直（法線方向）に入射
し、他のＲ、Ｇの各波長の光の集光点ＳR、ＳGがＢ波長
の光の集光点ＳBを通るホログラム１１への入射光と平
行な直線上において、液晶セル７のＲ、Ｇの各色の画素
Ｒ、Ｇに対応する位置、つまり画素Ｒ、Ｇから入射側に
離れた位置にそれぞれ設定され、各画素Ｒ、Ｇにその各
波長の主光線がそれぞれ特定の角度をもって入射する構
造になっている。具体的には、Ｂ波長用のホログラムセ
ル１２Ｂは、回折格子のピッチが５４３ｎｍで、液晶セ
ル７のＲ、Ｇ、Ｂの各色の画素の配列方向に沿って均一
に形成されており、液晶セル７の各色の画素に入射する
各波長は、Ｒ波長が６００ｎｍ、Ｇ波長が５３６ｎｍ、
Ｂ波長が４７０ｎｍであり、ホログラムセル１２Ｂから
出射する主光線の角度は、図３に示すように正負を決め
たとき、Ｂ波長が０°、Ｒ波長が＋９．１°、Ｇ波長が
＋４．６°になるように、設定されている。
【００１５】このような液晶表示装置では、光源部１か
らの平行光が約６０°の角度をもってホログラム１１に
入射し、この入射光をホログラム１１によってＲ、Ｇ、
Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回折して液晶セル７の
各色に対応する画素に集光させる際、ホログラム１１の
単位ホログラム１３を構成するＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ
波長用の３種類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２
ＢによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、それぞれ特定波
長の光をその波長の色に対応する液晶セル７の各画素に
集光させることができるとともに、特定波長以外の他の
波長の光をそれぞれその色に対応する液晶セル７の他の
画素に入射させることができる。
らの平行光が約６０°の角度をもってホログラム１１に
入射し、この入射光をホログラム１１によってＲ、Ｇ、
Ｂの各波長ごとに異なる回折角で回折して液晶セル７の
各色に対応する画素に集光させる際、ホログラム１１の
単位ホログラム１３を構成するＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ
波長用の３種類のホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２
ＢによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、それぞれ特定波
長の光をその波長の色に対応する液晶セル７の各画素に
集光させることができるとともに、特定波長以外の他の
波長の光をそれぞれその色に対応する液晶セル７の他の
画素に入射させることができる。
【００１６】すなわち、Ｒ波長用のホログラムセル１２
Ｒに入射した光は、図２（ａ）に示すように、Ｒ波長用
のホログラムセル１２ＲによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ご
とに異なる回折角で回折され、回折された各波長のう
ち、Ｒ波長の光は液晶セル７のＲ色の画素に集光し、Ｇ
波長の光は液晶セル７のＧ色の画素に向けて集光し、Ｂ
波長の光は液晶セル７のＢ色の画素に向けて集光する。
このとき、Ｇ波長およびＢ波長の各主光線は各色に対応
する画素Ｇ、Ｂに角度をもって入射するが、Ｒ波長の主
光線はその集光点ＳRであるＲ色の画素の中心に垂直
（法線方向）に入射することになり、このためＲ波長の
光を効率良く入射させることができる。
Ｒに入射した光は、図２（ａ）に示すように、Ｒ波長用
のホログラムセル１２ＲによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ご
とに異なる回折角で回折され、回折された各波長のう
ち、Ｒ波長の光は液晶セル７のＲ色の画素に集光し、Ｇ
波長の光は液晶セル７のＧ色の画素に向けて集光し、Ｂ
波長の光は液晶セル７のＢ色の画素に向けて集光する。
このとき、Ｇ波長およびＢ波長の各主光線は各色に対応
する画素Ｇ、Ｂに角度をもって入射するが、Ｒ波長の主
光線はその集光点ＳRであるＲ色の画素の中心に垂直
（法線方向）に入射することになり、このためＲ波長の
光を効率良く入射させることができる。
【００１７】Ｇ波長用のホログラムセル１２Ｇに入射し
た光は、図２（ｂ）に示すように、Ｇ波長用のホログラ
ムセル１２ＧによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる
回折角で回折され、回折された各波長のうち、Ｇ波長の
光は液晶セル７のＧ色の画素に集光し、Ｒ波長の光は液
晶セル７のＲ色の画素に向けて集光し、Ｂ波長の光は液
晶セル７のＢ色の画素に向けて集光する。このとき、Ｒ
波長およびＢ波長の各主光線は各色に対応する画素Ｒ、
Ｂに角度をもって入射するが、Ｇ波長の主光線はその集
光点ＳGであるＧ色の画素の中心に垂直（法線方向）に
入射することになり、このためＧ波長の光を効率良く入
射させることができる。
た光は、図２（ｂ）に示すように、Ｇ波長用のホログラ
ムセル１２ＧによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる
回折角で回折され、回折された各波長のうち、Ｇ波長の
光は液晶セル７のＧ色の画素に集光し、Ｒ波長の光は液
晶セル７のＲ色の画素に向けて集光し、Ｂ波長の光は液
晶セル７のＢ色の画素に向けて集光する。このとき、Ｒ
波長およびＢ波長の各主光線は各色に対応する画素Ｒ、
Ｂに角度をもって入射するが、Ｇ波長の主光線はその集
光点ＳGであるＧ色の画素の中心に垂直（法線方向）に
入射することになり、このためＧ波長の光を効率良く入
射させることができる。
【００１８】Ｂ波長用のホログラムセル１２Ｂに入射し
た光は、図２（ｃ）に示すように、Ｂ波長用のホログラ
ムセル１２ＢによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる
回折角で回折され、回折された各波長のうち、Ｂ波長の
光は液晶セル７のＢ色の画素に集光し、Ｒ波長の光は液
晶セル７のＲ色の画素に向けて集光し、Ｇ波長の光は液
晶セル７のＧ色の画素に向けて集光する。このとき、Ｒ
波長およびＧ波長の各主光線は各色に対応する画素Ｒ、
Ｇに角度をもって入射するが、Ｂ波長の主光線はその集
光点ＳBであるＢ色の画素の中心に垂直（法線方向）に
入射することになり、このためＢ波長の光を効率良く入
射させることができる。
た光は、図２（ｃ）に示すように、Ｂ波長用のホログラ
ムセル１２ＢによってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる
回折角で回折され、回折された各波長のうち、Ｂ波長の
光は液晶セル７のＢ色の画素に集光し、Ｒ波長の光は液
晶セル７のＲ色の画素に向けて集光し、Ｇ波長の光は液
晶セル７のＧ色の画素に向けて集光する。このとき、Ｒ
波長およびＧ波長の各主光線は各色に対応する画素Ｒ、
Ｇに角度をもって入射するが、Ｂ波長の主光線はその集
光点ＳBであるＢ色の画素の中心に垂直（法線方向）に
入射することになり、このためＢ波長の光を効率良く入
射させることができる。
【００１９】このように、この液晶表示装置では、ホロ
グラム１１のＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ波長用の３種類の
ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって、入射
したＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光のうち、それぞれ特定波長
の光をその波長の色に対応する液晶セル７の各画素に集
光させることができるので、従来のホログラム２のよう
に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、いずれか１種類の波長
の光（例えばＧ波長の光）が強く表れず、白色度が緑方
向に片寄ることがなく、液晶セル７の各色に対応する各
画素に入射する各波長の光の入射効率を平均化すること
ができ、これにより白色度の高いカラー画像を表示させ
ることができる。しかも、特定波長の光の集光点ＳR、
ＳG、ＳBがそれぞれ液晶セル７の各色に対応する画素の
ほぼ中心に設定され、かつ各波長のうちの特定波長の主
光線が液晶セル７の各色に対応する画素それぞれに垂直
に入射するので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長による光の出射方
向の差が従来のものよりも小さくなり、これにより視野
角方向における色むらを減少させることができる。ま
た、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって
特定波長以外の他の波長の光をそれぞれその色に対応す
る液晶セル７の他の画素に入射させることができるの
で、光の利用効率が良く、明るいカラー画像を得ること
ができる。
グラム１１のＲ波長用、Ｇ波長用、Ｂ波長用の３種類の
ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって、入射
したＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光のうち、それぞれ特定波長
の光をその波長の色に対応する液晶セル７の各画素に集
光させることができるので、従来のホログラム２のよう
に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長のうち、いずれか１種類の波長
の光（例えばＧ波長の光）が強く表れず、白色度が緑方
向に片寄ることがなく、液晶セル７の各色に対応する各
画素に入射する各波長の光の入射効率を平均化すること
ができ、これにより白色度の高いカラー画像を表示させ
ることができる。しかも、特定波長の光の集光点ＳR、
ＳG、ＳBがそれぞれ液晶セル７の各色に対応する画素の
ほぼ中心に設定され、かつ各波長のうちの特定波長の主
光線が液晶セル７の各色に対応する画素それぞれに垂直
に入射するので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長による光の出射方
向の差が従来のものよりも小さくなり、これにより視野
角方向における色むらを減少させることができる。ま
た、各ホログラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって
特定波長以外の他の波長の光をそれぞれその色に対応す
る液晶セル７の他の画素に入射させることができるの
で、光の利用効率が良く、明るいカラー画像を得ること
ができる。
【００２０】なお、上記実施形態では、３種類のホログ
ラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂがそれぞれの対応する
色の波長で回折効率が最大となるように設定されている
ことが望ましいが、必ずしもそれぞれの色の波長で回折
効率が最大である必要はない。また、上記実施形態で
は、液晶表示パネル３に表示されたカラー画像を直接観
察する場合について述べたが、液晶表示パネル３の出射
側に投影レンズを配置し、この投影レンズで液晶表示パ
ネル３に表示されたカラー画像をスクリーンに拡大投影
して観察する液晶プロジェクタにも適用することができ
る。
ラムセル１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂがそれぞれの対応する
色の波長で回折効率が最大となるように設定されている
ことが望ましいが、必ずしもそれぞれの色の波長で回折
効率が最大である必要はない。また、上記実施形態で
は、液晶表示パネル３に表示されたカラー画像を直接観
察する場合について述べたが、液晶表示パネル３の出射
側に投影レンズを配置し、この投影レンズで液晶表示パ
ネル３に表示されたカラー画像をスクリーンに拡大投影
して観察する液晶プロジェクタにも適用することができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ホログラムの単位ホログラムが赤波長用、緑波長
用、青波長用の３種類のホログラムセルで構成され、各
ホログラムセルそれぞれが、赤、緑、青の各波長のう
ち、特定波長の光をその波長の色に対応する液晶表示素
子の画素に集光させるので、従来のホログラムのように
赤、緑、青の各波長のいずれか１種類の波長のみが強く
表れることがなく、液晶表示素子の各色に対応する各画
素に入射する各波長の光の入射効率を平均化することが
でき、これにより白色度の高いカラー画像を表示させる
ことができ、しかも各ホログラムセルが特定波長以外の
他の波長の光をそれぞれその色に対応する液晶表示素子
の他の画素に向けて出射するので、光の利用効率が良
く、明るいカラー画像を得ることができる。
ば、ホログラムの単位ホログラムが赤波長用、緑波長
用、青波長用の３種類のホログラムセルで構成され、各
ホログラムセルそれぞれが、赤、緑、青の各波長のう
ち、特定波長の光をその波長の色に対応する液晶表示素
子の画素に集光させるので、従来のホログラムのように
赤、緑、青の各波長のいずれか１種類の波長のみが強く
表れることがなく、液晶表示素子の各色に対応する各画
素に入射する各波長の光の入射効率を平均化することが
でき、これにより白色度の高いカラー画像を表示させる
ことができ、しかも各ホログラムセルが特定波長以外の
他の波長の光をそれぞれその色に対応する液晶表示素子
の他の画素に向けて出射するので、光の利用効率が良
く、明るいカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液晶表示装置の一実施形態における
ホログラムの単位ホログラムによるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ
の特定波長の回折状態を示した概略図。
ホログラムの単位ホログラムによるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ
の特定波長の回折状態を示した概略図。
【図２】図１の単位ホログラムの各ホログラムセルによ
る回折状態を示し、（ａ）はＲ波長用のホログラムセル
による回折状態を示した原理図、（ｂ）はＧ波長用のホ
ログラムセルによる回折状態を示した原理図、（ｃ）は
Ｂ波長用のホログラムセルによる回折状態を示した原理
図。
る回折状態を示し、（ａ）はＲ波長用のホログラムセル
による回折状態を示した原理図、（ｂ）はＧ波長用のホ
ログラムセルによる回折状態を示した原理図、（ｃ）は
Ｂ波長用のホログラムセルによる回折状態を示した原理
図。
【図３】図１のホログラムセルによって回折された光の
出射方向の角度の正負を示した図。
出射方向の角度の正負を示した図。
【図４】液晶表示装置の一例を示した全体構成図。
【図５】従来のホログラムによる光の回折状態を示した
図。
図。
１ 光源部 ３ 液晶表示パネル ７ 液晶セル １１ ホログラム １２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ ホログラムセル １３ 単位ホログラム ＳR、ＳG、ＳB 集光点 ＬR、ＬG、ＬB 各集光点を通る直線
Claims (3)
- 【請求項１】光源部からの平行光をホログラムによって
赤、緑、青の各波長ごとに異なる回折角で回折して液晶
表示素子の各色に対応する画素に集光させることによ
り、カラー画像を表示する液晶表示装置において、 前記ホログラムは、前記液晶表示素子の各色の画素それ
ぞれに対応する赤波長用、緑波長用、青波長用の３種類
のホログラムセルを１組とする単位ホログラムが周期的
に配列され、 前記３種類のホログラムセルそれぞれは、異なる回折角
で回折した赤、緑、青の各波長のうち、特定波長の光を
前記液晶表示素子の対応する色の画素に集光させ、その
他の波長の光をそれぞれその色に対応する前記液晶表示
素子の他の各色の画素に向けて出射する構造であること
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】前記３種類のホログラムセルそれぞれは、
異なる回折角で回折した赤、緑、青の各波長のうち、特
定波長の光の集光点が前記液晶表示素子の対応する色の
画素のほぼ中心位置に設定され、前記特定波長以外の他
の波長の光の集光点が前記特定波長の光の集光点を通る
前記ホログラムへの入射光と平行な直線上において前記
液晶表示素子の他の色の画素に対応する位置に設定され
ていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】前記３種類のホログラムセルそれぞれは、
異なる回折角で回折した赤、緑、青の各波長のうち、特
定波長の主光線が前記液晶表示素子の対応する色の画素
のほぼ中心にほぼ垂直に入射する構造であることを特徴
とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039142A JPH09211452A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶表示装置 |
| US08/792,436 US6088076A (en) | 1996-02-02 | 1997-01-30 | Liquid crystal display apparatus using holographic optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039142A JPH09211452A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211452A true JPH09211452A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12544866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8039142A Pending JPH09211452A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09211452A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384883B1 (en) * | 1995-11-30 | 2002-05-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP8039142A patent/JPH09211452A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384883B1 (en) * | 1995-11-30 | 2002-05-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
| US6762810B2 (en) | 1995-11-30 | 2004-07-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
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