JP3463225B2 - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal displayInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、カラー表示を行なう
液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device for displaying color.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、液晶表示装置には、液晶セルの背
面に光源からの光を照射してカラー表示をするものがあ
る。この液晶表示装置では、液晶セルの各画素に対応す
る赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを用
い、光源からの光がカラーフィルタを透過するときに着
色され、これによりカラー表示を行なうようになってい
る。この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィルタの境界部分には
ブラックマトリックスが設けられている。また、液晶セ
ルは、光源からの光のうち直線偏光成分の光を透過する
入射側偏光板と、液晶セルを通過した直線偏光成分の光
を透過する射出側偏光板とで挾まれている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a liquid crystal display device for displaying a color by irradiating a back surface of a liquid crystal cell with light from a light source. This liquid crystal display device uses red (R), green (G), and blue (B) color filters corresponding to each pixel of a liquid crystal cell, and is colored when light from a light source passes through the color filters. To display in color. In this case, a black matrix is provided at the boundary between the R, G and B filters. Further, the liquid crystal cell is sandwiched by an incident side polarization plate that transmits the linearly polarized light component of the light from the light source and an emission side polarization plate that transmits the linearly polarized light component that has passed through the liquid crystal cell.
【０００３】[0003]
【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、光源からの光がカラーフィルタ
を透過する際にカラーフィルタによってその補色成分の
光が吸収されるとともに、ブラックマトリックスによっ
て照射された光が遮断され、また入射側偏光板を透過す
る際に入射側偏光板によって直線偏光成分以外の光が遮
断されることになり、このためカラーフィルタでの補色
成分の光の損失、ブラックマトリックスでの光の損失、
および入射側偏光板での光の損失によって光源からの光
の利用効率が低下し、カラー表示が暗くなるという問題
があった。この発明の課題は、カラーフィルタ、ブラッ
クマスク、および入射側偏光板などによる光の損失を防
ぎ、光源からの光の利用効率を大幅に向上させることが
できるようにすることである。However, in such a liquid crystal display device, when the light from the light source passes through the color filter, the light of the complementary color component is absorbed by the color filter and the light is emitted by the black matrix. The incident side polarizing plate blocks light other than the linearly polarized light component when passing through the incident side polarizing plate. Therefore, the light loss of the complementary color component in the color filter, the black matrix Loss of light at
Also, there is a problem in that the utilization efficiency of the light from the light source is reduced due to the loss of light in the incident side polarization plate, and the color display becomes dark. An object of the present invention is to prevent light loss due to a color filter, a black mask, an incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the utilization efficiency of light from a light source.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液晶
セルの背面に光源からの光を照射してカラー表示を行な
う液晶表示装置において、光源からの光を２つの偏光成
分に分光し、分光された一方の偏光成分の光の偏光軸を
他方の偏光成分の光の偏光軸に合わせた上、２つの光束
を重なり合うように合成する分光合成手段と、この分光
合成手段で２つの光束が重なり合うように合成された光
を予め定められた波長成分の光に分光して前記液晶セル
の各対応する色の画素に集光させるホログラムとを備え
たことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, in a liquid crystal display device for irradiating the back surface of a liquid crystal cell with light from a light source for color display, the light from the light source is split into two polarization components. , A spectral synthesizing means for aligning the polarization axis of the light of one polarized light component that has been split with the polarization axis of the light of the other polarized light component, and synthesizing the two light fluxes so as to overlap each other, and two light fluxes by this spectral light synthesizing means. The hologram is characterized in that it is provided with a hologram that splits the light combined so that the light beams overlap with each other into light having a predetermined wavelength component and condenses the light into pixels of corresponding colors of the liquid crystal cell.
【０００５】請求項６の発明は、液晶セルの背面に光源
からの光を照射してカラー表示を行なう液晶表示装置に
おいて、光源からの光を２つの偏光成分に分光し、分光
された一方の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の
光の偏光軸に合わせる分光手段と、この分光手段で分光
されて偏光軸が合わされた２つの光束をそれぞれ特定波
長ごとに分光して前記液晶セル側に向けて反射するダイ
クロイックミラー群と、このダイクロイックミラー群で
反射された光が特定波長ごとに異なる入射角で入射し、
この入射光を特定波長ごとに異なる角度で出射させて液
晶セルの各対応する色の画素に入射させるレンズアレイ
とを備えたことを特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, in a liquid crystal display device for irradiating the back surface of a liquid crystal cell with light from a light source for color display, the light from the light source is split into two polarization components and one of the split light components is split. The spectroscopic means for aligning the polarization axis of the light of the polarization component with the polarization axis of the light of the other polarization component, and the two light fluxes, which are split by this spectroscopic means and have the polarization axes aligned with each other, are spectrally separated for each specific wavelength. The dichroic mirror group that reflects toward the side, and the light reflected by this dichroic mirror group enters at different incident angles for each specific wavelength,
A lens array is provided which causes the incident light to be emitted at different angles for each specific wavelength and to be incident on pixels of corresponding colors of the liquid crystal cell.
【０００６】請求項９の発明は、液晶セルの背面に光源
からの光を照射してカラー表示を行なう液晶表示装置に
おいて、光源からの光を２つの偏光成分に分光し、分光
された一方の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の
光の偏光軸に合わせた上、２つの光束を重なり合うよう
に合成する分光合成手段と、この分光合成手段で２つの
光束が重なり合うように合成された光を予め定められた
波長成分の光に分光して液晶セルの各対応する色の画素
に集光させる分光集光手段と備え、この分光集光手段
を、分光機能を有するホログラムと集光機能を有するレ
ンズアレイとで構成したことを特徴とするものである。According to a ninth aspect of the present invention, in a liquid crystal display device for irradiating the back surface of a liquid crystal cell with light from a light source for color display, the light from the light source is split into two polarization components, and one of the split light components is split. The polarization axis of the light of the polarization component is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component, and the spectral synthesizing means for synthesizing the two light fluxes so as to overlap each other and the light synthesizing means for synthesizing the two light fluxes so as to overlap each other. And a spectral condensing means for condensing the separated light into light of a predetermined wavelength component and condensing it on the pixels of each corresponding color of the liquid crystal cell. It is characterized by being configured with a lens array having a function.
【０００７】[0007]
【作用】請求項１の発明によれば、光源からの光を分光
合成手段によって２つの偏光成分に分光するとともに、
分光した一方の偏光成分の光を他方の偏光成分の光の偏
光軸に合わせた上、２つの光束をホログラム上で重なり
合うように合成し、かつ、２つの光束の光をそれぞれ液
晶セルの異なる画素に集光させるので、光源からの光を
ほとんど損失することなく特定の偏光成分の光をホログ
ラムに入射させることができ、かつ入射側偏光板が介在
されていても入射側偏光板による光の損失を防ぐことが
できる。また、合成された２つの光束がホログラムに入
射すると、ホログラムによって予め定められた波長成分
の光に分光されて液晶セルの各対応する色の画素に集光
されるので、カラーフィルタを備えていなくてもカラー
表示が可能になるとともに、カラーフィルタを備えてい
てもカラーフィルタにその補色成分の光が入射しないた
め、カラーフィルタによる光の損失を防ぐことができ、
かつ色純度の向上が図れ、しかもブラックマトリックス
が設けられていてもブラックマトリックスに光が照射さ
れることがないため、ブラックマトリックスによる光の
損失を防ぐことができる。したがって、カラーフィル
タ、ブラックマスク、および入射側偏光板などによる光
の損失を防ぎ、光源からの光の利用効率を大幅に向上さ
せることができる。According to the invention of claim 1, the light from the light source is split into two polarization components by the spectral synthesizing means, and
The polarized light of one polarization component is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component, the two light fluxes are combined so as to overlap on the hologram , and the light fluxes of the two light fluxes are respectively mixed.
The light from the light source can be incident on the hologram with almost no loss because it is focused on the pixels of different crystal cells. It is possible to prevent light loss due to the plate. Further, when the two combined light fluxes enter the hologram, they are dispersed into light of a predetermined wavelength component by the hologram and are condensed on the pixels of the corresponding colors of the liquid crystal cell. Even if a color display is possible, even if a color filter is provided, light of its complementary color component does not enter the color filter, so it is possible to prevent light loss due to the color filter.
In addition, the color purity can be improved, and since the black matrix is not irradiated with light even if the black matrix is provided, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the efficiency of using the light from the light source.
【０００８】請求項６の発明によれば、光源からの光を
分光手段によって２つの偏光成分に分光するとともに、
分光した一方の偏光成分の光を他方の偏光成分の光の偏
光軸に合わせ、この２つの光束をダイクロイックミラー
群によってそれぞれ特定波長ごとに分光し、かつ、レン
ズアレイで２つの光束の光をそれぞれ前記液晶セルの異
なる画素に入射させるので、光源からの光をほとんど損
失することなく特定の偏光成分の光を液晶セルに入射さ
せることができ、かつ入射側偏光板が介在されていても
入射側偏光板による光の損失を防ぐことができる。ま
た、ダイクロイックミラー群で反射された光が特定波長
ごとに異なる入射角でレンズアレイに入射すると、この
レンズアレイで入射光を特定波長ごとに異なる角度で出
射させて液晶セルの各対応する色の画素に入射させるの
で、カラーフィルタを備えていなくてもカラー表示が可
能になるとともに、カラーフィルタを備えていてもカラ
ーフィルタにその補色成分の光が入射しないため、カラ
ーフィルタによる光の損失を防ぐことができ、かつ色純
度の向上が図れ、しかもブラックマトリックスが設けら
れていてもブラックマトリックスに光が照射されること
がないため、ブラックマトリックスによる光の損失を防
ぐことができる。したがって、カラーフィルタ、ブラッ
クマスク、および入射側偏光板などによる光の損失を防
ぎ、光源からの光の利用効率を大幅に向上させることが
できるAccording to the invention of claim 6, the light from the light source is split into two polarization components by the splitting means, and
The light of one polarization component spectrally tailored to the polarization axis of the other polarization component light, spectrally for each specific wavelength of the two light beams by the dichroic mirrors, and Ren
The two arrays of light beams are used to detect the different light beams of the liquid crystal cell.
Since the light from the light source is incident on the liquid crystal cell , the light from the light source can be incident on the liquid crystal cell with almost no loss of light from the light source. Can prevent the loss of. When the light reflected by the dichroic mirror group is incident on the lens array at different incident angles for each specific wavelength, the lens array causes the incident light to be emitted at a different angle for each specific wavelength, so that each corresponding color of the liquid crystal cell is emitted. Since the light is incident on the pixel, color display is possible without the color filter. Also, even if the color filter is provided, the light of its complementary color component does not enter the color filter, thus preventing light loss due to the color filter. It is possible to improve the color purity, and since the black matrix is not irradiated with light even if the black matrix is provided, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, etc., and significantly improve the utilization efficiency of light from the light source.
【０００９】請求項９の発明によれば、光源からの光を
分光合成手段によって２つの偏光成分に分光するととも
に、分光した一方の偏光成分の光を他方の偏光成分の光
の偏光軸と合わせた上、２つの光束をホログラム上で重
なり合うように合成して、かつ、２つの光束の光をそれ
ぞれ前記液晶セルの異なる画素に集光させるので、光源
からの光をほとんど損失することなく特定の偏光成分の
光を液晶セルに入射させることができ、かつ入射側偏光
板が介在されていても入射側偏光板による光の損失を防
ぐことができる。また、分光機能を有するホログラムと
集光機能を有するレンズアレイとで構成された分光集光
手段により、２つの光束が重なり合うように合成された
光を予め定められた波長成分の光に分光して液晶セルの
各対応する色の画素に集光させるので、カラーフィルタ
を備えていなくてもカラー表示が可能になるとともに、
カラーフィルタを備えていてもカラーフィルタにその補
色成分の光が入射しないため、カラーフィルタによる光
の損失を防ぐことができ、かつ色純度の向上が図れ、し
かもブラックマトリックスが設けられていてもブラック
マトリックスに光が照射されることがないため、ブラッ
クマトリックスによる光の損失を防ぐことができる。し
たがって、カラーフィルタ、ブラックマスク、および入
射側偏光板などによる光の損失を防ぎ、光源からの光の
利用効率を大幅に向上させることができる。According to the invention of claim 9, the light from the light source is split into two polarization components by the spectral synthesizing means, and the split light of one polarization component is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component. In addition, the two light beams are combined so that they overlap each other on the hologram , and
Since the light is focused on different pixels of the liquid crystal cell respectively, the light from the light source is hardly lost and
Light can be made incident on the liquid crystal cell , and light loss due to the incident side polarizing plate can be prevented even if the incident side polarizing plate is interposed. In addition, the combined light so that the two light fluxes are overlapped is split into light having a predetermined wavelength component by a spectral light collecting means composed of a hologram having a spectral function and a lens array having a light collecting function. Since the light is focused on each corresponding color pixel of the liquid crystal cell, it is possible to display in color without a color filter.
Even if a color filter is provided, the light of its complementary color component does not enter the color filter, so it is possible to prevent light loss due to the color filter, improve color purity, and even if a black matrix is provided, black Since the matrix is not irradiated with light, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the efficiency of using the light from the light source.
【００１０】[0010]
［第１実施例］以下、図１〜図３を参照して、この発明
の液晶表示装置の第１実施例について説明する。図１は
液晶表示装置の基本的な構成図である。この図におい
て、１は光源であり、放物面を有するリフレクタ２の焦
点位置に配置されている。リフレクタ２は光源１から発
生した光を光軸３に平行な光線として反射するものであ
る。リフレクタ２の反射側における光軸３上には、偏光
ビームスプリッタ４が配置されている。この偏光ビーム
スプリッタ４は、光源１からの光およびリフレクタ２で
反射された光（以下、光源１からの光という）が入射
し、その入射光のうちＰ偏光成分の光を透過し、Ｓ偏光
成分の光を反射するものである。Ｓ偏光成分の光の出射
側における偏光ビームスプリッタ４の近傍には、Ｓ偏光
成分の光の偏光軸を９０°回転させて偏光ビームスプリ
ッタ４から出射されたＰ偏光成分の光（以下、第１Ｐ偏
光成分の光という）の偏光軸と平行になるように合わせ
るための1/2波長板５が配置されている。この1/2波長板
５の出射側には、1/2波長板５を透過したＰ偏光成分の
光（以下、第２Ｐ偏光成分の光という）を第１Ｐ偏光成
分の光と重ね合わせて合成する反射ミラー６が配置され
ている。[First Embodiment] A first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a basic configuration diagram of a liquid crystal display device. In this figure, 1 is a light source, which is arranged at the focal position of a reflector 2 having a parabolic surface. The reflector 2 reflects the light generated from the light source 1 as a light beam parallel to the optical axis 3. A polarization beam splitter 4 is arranged on the optical axis 3 on the reflection side of the reflector 2. The light from the light source 1 and the light reflected by the reflector 2 (hereinafter referred to as light from the light source 1) are incident on the polarization beam splitter 4, and the P-polarized component light of the incident light is transmitted, and the S-polarized light is transmitted. It reflects the component light. In the vicinity of the polarization beam splitter 4 on the emission side of the light of the S polarization component, the light of the P polarization component emitted from the polarization beam splitter 4 by rotating the polarization axis of the light of the S polarization component by 90 ° (hereinafter, referred to as the first P A half-wave plate 5 for arranging so as to be parallel to the polarization axis of (polarized component light) is arranged. On the output side of the half-wave plate 5, the light of the P-polarized component that has passed through the half-wave plate 5 (hereinafter referred to as the light of the second P-polarized component) is combined with the light of the first P-polarized component to be combined. A reflection mirror 6 is arranged.
【００１１】偏光ビームスプリッタ４から出射された第
１Ｐ偏光成分の光と反射ミラー６で反射された第２Ｐ偏
光成分の光とが重なり合う個所には、後述するホログラ
ム７がその法線８に対して光軸３が所定角度傾いた状態
で配置されている。このホログラム７の下側には、液晶
セル９が所定間隔Ｔだけ離れて配置されている。液晶セ
ル９は、一対の透明な電極基板間に液晶をシール材によ
り封止したものであり、図３に示すように、赤用、緑
用、青用の３色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂが交互に多数配列さ
れ、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂ間にブラックマトリックスが形成
された構造になっている。なお、この液晶セル９では、
その出射面（下面）に出射側偏光板（図示せず）が設け
られているが、入射側偏光板およびカラーフィルタは設
けられていない。At a position where the light of the first P-polarized component emitted from the polarization beam splitter 4 and the light of the second P-polarized component reflected by the reflection mirror 6 overlap each other, a hologram 7 described later with respect to its normal line 8 is formed. The optical axis 3 is arranged so as to be inclined by a predetermined angle. Below the hologram 7, liquid crystal cells 9 are arranged at a predetermined interval T. The liquid crystal cell 9 is one in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent electrode substrates by a sealing material, and as shown in FIG. 3, three color pixels R, G, B for red, green, and blue. Are alternately arranged, and a black matrix is formed between the pixels R, G, and B. In this liquid crystal cell 9,
An emission side polarization plate (not shown) is provided on the emission surface (lower surface), but an incidence side polarization plate and a color filter are not provided.
【００１２】ホログラム７は、回折効率の波長依存性が
ないか、もしくは少ないもので、１つの回折格子でいず
れの波長も回折するとともに波長に応じて異なる回折角
で回折するものである。このホログラム７は、２つの光
束つまり第１Ｐ偏光成分の光と第２Ｐ偏光成分の光が重
なり合うように合成された光を赤、緑、青の３つの波長
成分の光に分光して液晶セル９の各対応する色の画素
Ｒ、Ｇ、Ｂに集光させるようになっている。すなわち、
ホログラム７に入射する第１、第２Ｐ偏光成分の光の入
射角とホログラム７との関係は、ホログラム７の法線８
に対する第１、第２Ｐ偏光成分の光の入射角をθ、ホロ
グラム７からの出射角をψ、赤、緑、青の波長をλ、ホ
ログラム７の回折格子のピッチをｄとすると、
ｓｉｎθ＋ｓｉｎψ＝λ／ｄ …………（１）
の条件を満足している。また、ホログラム７は、図３に
斜線で示すように液晶セル９の３色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂか
らなる単位画素に対応する単位ホログラム７ａが多数配
列され、かつ各単位ホログラム７ａごとに回折格子のピ
ッチｄが異なった構造になっている。この場合、単位ホ
ログラム７ａは、図３におけるＸ軸方向の各辺が上下に
隣接する画素Ｒ、Ｇ、Ｂ間のブラックマトリックスの中
心線に対応し、Ｙ軸方向の各辺が緑用の画素Ｇの中心線
に対応している。このホログラム７では、入射角θ1で
入射した図２に点線で示す第１Ｐ偏光成分の光が赤、
緑、青の各波長成分に分光され、分光された赤波長成分
の光が液晶セル９の赤用の画素Ｒ１に集光し、緑波長成
分の光が液晶セル９の緑用の画素Ｇ１に集光し、青波長
成分の光が液晶セル９の青用の画素Ｂ１に集光する。ま
た、ホログラム７に入射角θ2で入射した図２に実線で
示す第２Ｐ偏光成分の光は、赤、緑、青の各波長成分に
分光され、分光された赤波長成分の光は液晶セル９の赤
用の画素Ｒ２に集光し、緑波長成分の光は液晶セル９の
緑用の画素Ｇ２に集光し、青波長成分の光は液晶セル９
の青用の画素Ｂ２に集光する。The hologram 7 has no or little wavelength dependence of diffraction efficiency, and one diffraction grating diffracts any wavelength and diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength. The hologram 7 splits the two light fluxes, that is, the light of the first P-polarized component and the light of the second P-polarized component, which are combined into light of three wavelength components of red, green, and blue, and divides them into liquid crystal cells 9. The pixels R, G, and B of the corresponding colors are focused. That is,
The relationship between the incident angles of the first and second P-polarized light components incident on the hologram 7 and the hologram 7 is defined by the normal line 8 of the hologram 7.
Where θ is the incident angle of the light of the first and second P-polarized light components, ψ is the outgoing angle from the hologram 7, λ is the wavelengths of red, green, and blue, and d is the pitch of the diffraction grating of the hologram 7, sin θ + sin ψ = λ / D ............ The condition (1) is satisfied. Further, the hologram 7 has a large number of unit holograms 7a corresponding to the unit pixels composed of three-color pixels R, G, B of the liquid crystal cell 9 as shown by the diagonal lines in FIG. 3, and each unit hologram 7a is diffracted. The grating pitches d are different. In this case, in the unit hologram 7a, each side in the X-axis direction in FIG. 3 corresponds to the center line of the black matrix between vertically adjacent pixels R, G, B, and each side in the Y-axis direction is a green pixel. It corresponds to the center line of G. In the hologram 7, the light of the 1P polarization component shown by a dotted line in FIG. 2 which is incident at the incident angle theta 1 is red,
The light of the red wavelength component is split into the green and blue wavelength components, and the split light of the red wavelength component is condensed on the red pixel R1 of the liquid crystal cell 9, and the light of the green wavelength component is focused on the green pixel G1 of the liquid crystal cell 9. The light of the blue wavelength component is condensed and condensed on the blue pixel B1 of the liquid crystal cell 9. Further, the light of the second P-polarized component which is incident on the hologram 7 at the incident angle θ 2 and which is shown by the solid line in FIG. 2 is split into wavelength components of red, green and blue, and the split light of the red wavelength component is divided into liquid crystal cells. 9, the light of the green wavelength component is condensed on the red pixel R2 of the liquid crystal cell 9, and the light of the blue wavelength component is condensed on the green pixel G2 of the liquid crystal cell 9.
The light is focused on the blue pixel B2.
【００１３】このような液晶表示装置では、図１に示す
ように、光源１からの光がリフレクタ２により光軸３に
平行な光線として偏光ビームスプリッタ４に入射され、
この入射光が偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光成分の光
とＳ偏光成分の光に分光され、分光されたＳ偏光成分の
光はその偏光軸が1/2波長板５により９０°回転されて
Ｐ偏光成分の光の偏光軸に合わされ、1/2波長板５で偏
光軸が回転された第２Ｐ偏光成分の光が反射ミラー６に
よりホログラム７上で偏光ビームスプリッタ４を透過し
た第１Ｐ偏光成分の光と重ね合わされて合成される。こ
のため、光源１からの光をほとんど損失することなくＰ
偏光成分の光をホログラム７に入射させることができ
る。この場合には、入射側偏光板が設けられていないの
で、入射側偏光板による光の損失はまったくないが、仮
に入射側偏光板が介在されていてもＰ偏光成分の光だけ
が入射側偏光板に入射するため、入射側偏光板による光
の損失を防ぐことができる。In such a liquid crystal display device, as shown in FIG. 1, the light from the light source 1 is incident on the polarizing beam splitter 4 as a light beam parallel to the optical axis 3 by the reflector 2.
This incident light is split into the P-polarized component light and the S-polarized component light by the polarization beam splitter 4, and the polarization axis of the split S-polarized component light is rotated by 90 ° by the ½ wavelength plate 5 to obtain the P-polarized component light. The light of the second P-polarized component which is aligned with the polarization axis of the light of the polarized component and whose polarization axis is rotated by the half-wave plate 5 is transmitted through the polarizing beam splitter 4 on the hologram 7 by the reflection mirror 6 and Synthesized by overlapping with light. Therefore, P from the light source 1 is hardly lost.
The light of the polarization component can be made incident on the hologram 7. In this case, since the incident side polarizing plate is not provided, there is no light loss due to the incident side polarizing plate, but even if the incident side polarizing plate is interposed, only the light of the P polarization component is incident side polarized light. Since the light enters the plate, it is possible to prevent light loss due to the incident side polarization plate.
【００１４】また、合成された第１、第２偏光成分の光
がホログラム７に入射すると、このホログラム７によっ
て予め定められた波長成分の光に分光されて液晶セル７
の各対応する３色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂに集光される。すな
わち、ホログラム７に入射角θ1で入射した図２に点線
で示す第１Ｐ偏光成分の光は、ホログラム７によって
赤、緑、青の３色の波長成分に分光され、この分光され
た光のうち赤波長成分の光はホログラム７によって液晶
セル９の赤用の画素Ｒ１に集光され、緑波長成分の光は
液晶セル９の緑用の画素Ｇ１に集光され、青波長成分の
光は液晶セル９の青用の画素Ｂ１に集光される。また、
ホログラム７に入射角θ2で入射した図２に実線で示す
第２Ｐ偏光成分の光は、ホログラム７によって赤、緑、
青の３色の波長成分に分光され、この分光された光のう
ち赤波長成分の光はホログラム７によって液晶セル９の
赤用の画素Ｒ２に集光され、緑波長成分の光は液晶セル
９の緑用の画素Ｇ２に集光され、青波長成分の光は液晶
セル９の青用の画素Ｂ２に集光される。このため、カラ
ーフィルタを備えていなくてもカラー表示が可能になる
とともに、ブラックマトリックスに光が照射されること
がないため、ブラックマトリックスによる光の損失を防
ぐことができる。この場合には、カラーフィルタが設け
られていないので、カラーフィルタによる光の損失はま
ったくないが、仮にカラーフィルタを備えていてもカラ
ーフィルタにその補色成分の光が入射しないため、カラ
ーフィルタによる光の損失を防ぐことができるととも
に、色純度の向上も図ることができる。When the combined first and second polarized light components enter the hologram 7, the hologram component 7 splits the light into a predetermined wavelength component light and the liquid crystal cell 7
Are condensed on the corresponding three-color pixels R, G, and B. That is, the light of the first P-polarized component that is incident on the hologram 7 at the incident angle θ 1 and is shown by the dotted line in FIG. 2 is split by the hologram 7 into wavelength components of three colors of red, green, and blue. The light of the red wavelength component is condensed by the hologram 7 to the red pixel R1 of the liquid crystal cell 9, the light of the green wavelength component is condensed to the green pixel G1 of the liquid crystal cell 9, and the light of the blue wavelength component is condensed. The light is focused on the blue pixel B1 of the liquid crystal cell 9. Also,
The light of the second P-polarized component which is incident on the hologram 7 at the incident angle θ 2 shown by the solid line in FIG.
The light of the red wavelength component is split into the wavelength components of the three colors of blue, and the light of the red wavelength component of the split light is condensed by the hologram 7 to the red pixel R2 of the liquid crystal cell 9, and the light of the green wavelength component is collected. The light of the blue wavelength component is condensed on the green pixel G2 of the liquid crystal cell 9 and is condensed on the blue pixel B2 of the liquid crystal cell 9. Therefore, color display is possible without a color filter, and since the black matrix is not irradiated with light, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. In this case, since the color filter is not provided, there is no light loss due to the color filter, but even if the color filter is provided, the light of the complementary color component does not enter the color filter, and therefore the light due to the color filter is not emitted. Can be prevented, and the color purity can be improved.
【００１５】このように、この液晶表示装置では、カラ
ーフィルタ、ブラックマスク、および入射側偏光板など
による光の損失を防ぎ、光源からの光の利用効率を大幅
に向上させることができ、またホログラム７に入射する
第１、第２Ｐ偏光成分の光の入射角θ1、θ2の差（＝｜
θ1−θ2｜）を大きくすることができるので、光源１を
小さくすることができる。ちなみに、この液晶表示装置
の具体的な一例について述べると、液晶セル９の大きさ
が２インチで、各画素のピッチが100μm、単位画素の大
きさ（ピッチ）が300μm、液晶セル９とホログラム７の
間隔Ｔが900μm、光源１の光束径が50mm、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各中心波長をそれぞれＲ＝635nm、Ｇ＝550nm、Ｂ＝460n
mとし、ホログラム７の法線８に対する第１Ｐ偏光成分
の光の入射角θ1を３０°として、Ｇ波長の光が液晶セ
ル９の緑用の画素Ｇ１に集光されるものとすると、式
（１）より、Ｇ波長の出射角ψGは9.5°、Ｒ波長の出射
角ψRは15.5°、Ｂ波長の出射角ψBは3.2°となる。そ
して、ホログラム７に入射した第２Ｐ偏光成分の光のう
ちＧ波長の光を液晶セル９の緑用の画素Ｇ２に集光させ
るためには、式（１）より、ホログラム７の法線８に対
する第２Ｐ偏光成分の光の入射角θ2は５５．４°とな
り、Ｇ波長の出射角ψGは-9.5°、Ｒ波長の出射角ψRは
-3.2°、Ｂ波長の出射角ψBは-15.5°となる。これらの
条件を満足するようにホログラム７の回折格子のピッチ
ｄが設定されている。As described above, in this liquid crystal display device, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, etc., and to greatly improve the utilization efficiency of the light from the light source. The difference between the incident angles θ 1 and θ 2 of the light of the first and second P-polarized components incident on 7 (= |
Since θ 1 −θ 2 |) can be increased, the light source 1 can be downsized. Incidentally, a specific example of this liquid crystal display device will be described. The size of the liquid crystal cell 9 is 2 inches, the pitch of each pixel is 100 μm, the size (pitch) of the unit pixel is 300 μm, the liquid crystal cell 9 and the hologram 7 are arranged. Has a distance T of 900 μm, the light source 1 has a luminous flux diameter of 50 mm, and the central wavelengths of R, G, and B are R = 635 nm, G = 550 nm, and B = 460 n, respectively.
Let m be the incident angle θ 1 of the light of the first P-polarized component with respect to the normal line 8 of the hologram 7 to be 30 °, and the light of the G wavelength should be focused on the green pixel G1 of the liquid crystal cell 9. From (1), the emission angle ψ G for G wavelength is 9.5 °, the emission angle ψ R for R wavelength is 15.5 °, and the emission angle ψ B for B wavelength is 3.2 °. Then, in order to focus the light of the G wavelength of the light of the second P-polarized component that has entered the hologram 7 on the green pixel G2 of the liquid crystal cell 9, from the formula (1), the normal 8 of the hologram 7 The incident angle θ 2 of the light of the second P-polarized component becomes 55.4 °, the G wavelength emission angle ψ G is -9.5 °, and the R wavelength emission angle ψ R is
The emission angle ψ B of -3.2 ° and B wavelength is -15.5 °. The pitch d of the diffraction grating of the hologram 7 is set so as to satisfy these conditions.
【００１６】［第２実施例］次に、図４および図５を参
照して、この発明の液晶表示装置の第２実施例について
説明する。なお、図１〜図３に示された第１実施例と同
一部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。
光源１はリフレクタ２の焦点位置に配置されており、リ
フレクタ２の反射側における光源１の前方には偏光ビー
ムスプリッタ４が配置されている。偏光ビームスプリッ
タ４は光源１からの光のうちＰ偏光成分の光を透過し、
Ｓ偏光成分の光を反射する。反射されたＳ偏光成分の光
の出射側における偏光ビームスプリッタ４の近傍には、
Ｓ偏光成分の光を偏光ビームスプリッタ４から出射され
たＰ偏光成分の光（以下、第１Ｐ偏光成分の光という）
と平行になるように反射する第１反射ミラー１５が配置
されている。この第１反射ミラー１５の反射側には、Ｓ
偏光成分の光の偏光軸を９０°回転させて第１Ｐ偏光成
分の光の偏光軸に合わせるための1/2波長板５が配置さ
れている。この1/2波長板５の出射側には、1/2波長板５
を通過したＰ偏光成分の光（以下、第２Ｐ偏光成分の光
という）を偏光ビームスプリッタ４の第１Ｐ偏光成分の
光の出射面に向けて反射させる第２、第３反射ミラー１
６、１７が配置されている。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
The light source 1 is arranged at the focal position of the reflector 2, and the polarization beam splitter 4 is arranged in front of the light source 1 on the reflection side of the reflector 2. The polarization beam splitter 4 transmits the P-polarized component light of the light from the light source 1,
It reflects the light of the S-polarized component. In the vicinity of the polarization beam splitter 4 on the emission side of the reflected S-polarized component light,
The light of the S polarization component is the light of the P polarization component emitted from the polarization beam splitter 4 (hereinafter, referred to as the light of the first P polarization component).
A first reflection mirror 15 that reflects the light is arranged in parallel with. On the reflection side of the first reflection mirror 15, S
A half-wave plate 5 for rotating the polarization axis of the light of the polarization component by 90 ° and aligning it with the polarization axis of the light of the first P polarization component is arranged. On the output side of the half-wave plate 5, the half-wave plate 5
The second and third reflection mirrors 1 for reflecting the light of the P-polarized component (hereinafter, referred to as the light of the second P-polarized component) that has passed through toward the emission surface of the light of the first P-polarized component of the polarization beam splitter 4.
6 and 17 are arranged.
【００１７】偏光ビームスプリッタ４から出射された第
１Ｐ偏光成分の光の光路上には、偏光ビームスプリッタ
４側から順に、赤用、緑用、青用の各ダイクロイックミ
ラー１８〜２０が配置されている。赤用ダイクロイック
ミラー１８は、第１Ｐ偏光成分の光のうち赤波長成分の
光を反射し、それ以外の光を透過させるものであり、緑
用ダイクロイックミラー１９は、赤用ダイクロイックミ
ラー１８を透過した光のうち緑波長成分の光を反射し、
それ以外の光を透過させるものであり、青用ダイクロイ
ックミラー２０は、緑用ダイクロイックミラー１９を透
過した光のうち青波長成分の光を反射するものである。
また、第２、第３反射ミラー１６、１７で反射された第
２Ｐ偏光成分の光の光路上には、反射ミラー１７側から
順に、青用、緑用、赤用の各ダイクロイックミラー２１
〜２３が配置されている。そして、各ダイクロイックミ
ラー１８〜２３は、それぞれ液晶セル９の手前側（同図
では上側）に配置されたレンズアレイ２４に各波長成分
の光を反射させるため、各ダイクロイックミラー１８〜
２３の反射角、つまり光路に対する各ダイクロイックミ
ラー１８〜２３の傾き角がそれぞれ異なっている。On the optical path of the light of the first P-polarized component emitted from the polarization beam splitter 4, red, green, and blue dichroic mirrors 18 to 20 are arranged in order from the polarization beam splitter 4 side. There is. The red dichroic mirror 18 reflects the light of the red wavelength component of the light of the first P-polarized component and transmits the other light, and the green dichroic mirror 19 transmits the red dichroic mirror 18. Reflects the green wavelength component of the light,
The other light is transmitted, and the blue dichroic mirror 20 reflects the blue wavelength component light of the light transmitted through the green dichroic mirror 19.
Further, on the optical path of the light of the second P-polarized component reflected by the second and third reflection mirrors 16 and 17, the dichroic mirrors 21 for blue, green, and red are arranged in order from the reflection mirror 17 side.
~ 23 are arranged. The dichroic mirrors 18 to 23 reflect the light of the respective wavelength components on the lens array 24 arranged on the front side (upper side in the figure) of the liquid crystal cell 9, respectively.
The reflection angle of 23, that is, the tilt angles of the dichroic mirrors 18 to 23 with respect to the optical path are different.
【００１８】各ダイクロイックミラー１８〜２３の反射
側に配置されたレンズアレイ２４は、図５に示すよう
に、マイクロレンズ２４ａが液晶セル９の赤用、緑用、
青用の３色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂからなる単位画素に対応し
てドットマトリックス状に多数配列された構造になって
いる。このマイクロレンズは、同図に示すように、各ダ
イクロイックミラー１８〜２３からの反射光の入射角が
赤、緑、青の各波長成分によってそれぞれ異なるため、
各波長成分によって異なる出射角で出射させ、その出射
光を液晶セル９の各対応する色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂに集光
させるように構成されている。すなわち、このマイクロ
レンズでは、第１Ｐ偏光成分の光のうち赤用ダイクロイ
ックミラー１８で反射された赤波長成分の光ａが入射す
ると、その赤波長成分の光ａを液晶セル９の赤用の画素
Ｒ１に向けて集光し、緑用ダイクロイックミラー１９で
反射された緑波長成分の光ｂが入射すると、その緑波長
成分の光ｂを液晶セル９の緑用の画素Ｇ１に向けて集光
し、青用ダイクロイックミラー２０で反射された青波長
成分の光ｃが入射すると、その青波長成分の光ｃを液晶
セル９の青用の画素Ｂ１に向けて集光する。また、第２
Ｐ偏光成分の光のうち青用ダイクロイックミラー２１で
反射された青波長成分の光ｄが入射すると、その青波長
成分の光ｄを液晶セル９の青用の画素Ｂ２に向けて集光
し、緑用ダイクロイックミラー２２で反射された緑波長
成分の光ｅが入射すると、その緑波長成分の光ｅを液晶
セル９の緑用の画素Ｇ２に向けて集光し、赤用ダイクロ
イックミラー２３で反射された赤波長成分の光ｆが入射
すると、その赤波長成分の光ｆを液晶セル９の赤用の画
素Ｒ２に向けて集光する。In the lens array 24 arranged on the reflection side of each of the dichroic mirrors 18 to 23, as shown in FIG. 5, microlenses 24a are used for red and green of the liquid crystal cell 9.
It has a structure in which a large number of dots are arranged in a dot matrix corresponding to a unit pixel composed of pixels R, G, B of three colors for blue. In this microlens, as shown in the figure, since the incident angles of the reflected light from the dichroic mirrors 18 to 23 are different depending on the wavelength components of red, green, and blue, respectively,
The light is emitted at different emission angles depending on each wavelength component, and the emitted light is condensed on the pixels R, G, B of the corresponding colors of the liquid crystal cell 9. That is, in this microlens, when the light a of the red wavelength component reflected by the red dichroic mirror 18 of the light of the first P-polarized component is incident, the light a of the red wavelength component is applied to the red pixel of the liquid crystal cell 9. When the green wavelength component light b reflected by the green dichroic mirror 19 is incident on the R1 light source, the green wavelength component light b is focused toward the green pixel G1 of the liquid crystal cell 9. When the light c of the blue wavelength component reflected by the blue dichroic mirror 20 enters, the light c of the blue wavelength component is condensed toward the blue pixel B1 of the liquid crystal cell 9. Also, the second
When the light d of the blue wavelength component reflected by the blue dichroic mirror 21 of the light of the P polarized component is incident, the light d of the blue wavelength component is condensed toward the blue pixel B2 of the liquid crystal cell 9, When the light e of the green wavelength component reflected by the green dichroic mirror 22 enters, the light e of the green wavelength component is condensed toward the green pixel G2 of the liquid crystal cell 9 and reflected by the red dichroic mirror 23. When the light f having the red wavelength component is incident, the light f having the red wavelength component is condensed toward the red pixel R2 of the liquid crystal cell 9.
【００１９】このような液晶表示装置では、図４に示す
ように、光源１からの光がリフレクタ２により平行な光
線として偏光ビームスプリッタ４に入射し、この入射光
が偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光成分の光とＳ偏光成
分の光に分光され、分光されたＳ偏光成分の光は第１反
射ミラー１５により偏光ビームスプリッタ４から出射さ
れたＰ偏光成分の光と平行に反射されて1/2波長板５に
入射し、この1/2波長板５によりＳ偏光成分の光の偏光
軸が９０°回転されて第１Ｐ偏光成分の光の偏光軸に合
わされ、1/2波長板５で偏光軸が回転された第２Ｐ偏光
成分の光が第２、第３反射ミラー１６、１７により偏光
ビームスプリッタ４に向けて反射される。そして、偏光
ビームスプリッタ４から出射された第１Ｐ偏光成分の光
は、赤用、緑用、青用の各ダイクロイックミラー１８〜
２０によって赤、緑、青の各波長成分の光に分光され、
分光された各波長成分の光がそれぞれレンズアレイ２４
に重ね合わされて集光され、また第２、第３反射ミラー
１６、１７により偏光ビームスプリッタ４に向けて反射
された第２Ｐ偏光成分の光は、赤用、緑用、青用の各ダ
イクロイックミラー２１〜２３によって赤、緑、青の各
波長成分の光に分光され、分光された各波長成分の光が
それぞれレンズアレイ２４に重ね合わされて集光され
る。このため、光源１からの光をほとんど損失すること
なくＰ偏光成分の光をレンズアレイ２４に集光させるこ
とができる。この場合にも、第１実施例と同様、入射側
偏光板が設けられていないので、入射側偏光板による光
の損失はまったくないが、仮に入射側偏光板が介在され
ていてもＰ偏光成分の光だけが入射側偏光板に入射する
ため、入射側偏光板による光の損失を防ぐことができ
る。In such a liquid crystal display device, as shown in FIG. 4, the light from the light source 1 is incident on the polarization beam splitter 4 as parallel rays by the reflector 2, and the incident light is P-polarized by the polarization beam splitter 4. Component light and S-polarized component light are split, and the split S-polarized component light is reflected by the first reflection mirror 15 in parallel with the P-polarized component light emitted from the polarization beam splitter 4 and is halved. The light enters the wave plate 5, and the half-wave plate 5 rotates the polarization axis of the S-polarized component light by 90 ° to align it with the polarization axis of the first P-polarized light component. The light of the second P-polarized component rotated by is reflected by the second and third reflection mirrors 16 and 17 toward the polarization beam splitter 4. The light of the first P-polarized component emitted from the polarization beam splitter 4 is used for red, green, and blue dichroic mirrors 18 to.
20 splits into red, green and blue wavelength components,
The light of each wavelength component that has been spectrally separated is supplied to the lens array 24.
The light of the second P-polarized component, which is superposed on and condensed by the second and third reflection mirrors 16 and 17 toward the polarization beam splitter 4, is a dichroic mirror for red, green, and blue. 21 to 23 disperse the light of each wavelength component of red, green, and blue, and the separated light of each wavelength component is superimposed on the lens array 24 and condensed. Therefore, the light of the P-polarized component can be condensed on the lens array 24 with almost no loss of the light from the light source 1. Also in this case, as in the first embodiment, since the incident side polarizing plate is not provided, there is no light loss due to the incident side polarizing plate, but even if the incident side polarizing plate is interposed, the P polarization component Since only this light is incident on the incident side polarization plate, it is possible to prevent light loss due to the incidence side polarization plate.
【００２０】また、各ダイクロイックミラー１８〜２３
で反射された光は、図５に示すように、赤、緑、青の各
波長成分ごとに異なる入射角でレンズアレイ２４の各マ
イクロレンズ２４ａに入射することになり、このため各
マイクロレンズ２４ａからの出射光は各波長成分ごとに
異なる出射角で出射されて液晶セル９の各対応する色の
画素Ｒ、Ｇ、Ｂに入射する。すなわち、第１Ｐ偏光成分
の光のうち赤用ダイクロイックミラー１８で反射された
赤波長成分の光ａは、各マイクロレンズ２４ａにより液
晶セル９の赤用の画素Ｒ１に集光され、緑用ダイクロイ
ックミラー１９で反射された緑波長成分の光ｂは、各マ
イクロレンズ２４ａにより液晶セル９の緑用の画素Ｇ１
に集光され、青用ダイクロイックミラー２０で反射され
た青波長成分の光ｃは、各マイクロレンズ２４ａにより
液晶セル９の青用の画素Ｂ１に集光される。また、第２
Ｐ偏光成分の光のうち青用ダイクロイックミラー２１で
反射された青波長成分の光ｄは、各マイクロレンズ２４
ａにより液晶セル９の青用の画素Ｂ２に集光され、緑用
ダイクロイックミラー２２で反射された緑波長成分の光
ｅは、各マイクロレンズ２４ａにより液晶セル９の緑用
の画素Ｇ２に集光され、赤用ダイクロイックミラー２３
で反射された赤波長成分の光ｆは、各マイクロレンズ２
４ａにより液晶セル９の赤用の画素Ｒ２に集光される。
このため、カラーフィルタを備えていなくてもカラー表
示が可能になるとともに、液晶セル９のブラックマトリ
ックスに光が照射されることがないため、ブラックマト
リックスによる光の損失を防ぐことができる。この場合
にも、第１実施例と同様、カラーフィルタを備えていて
もカラーフィルタにその補色成分の光が入射しないた
め、カラーフィルタによる光の損失を防ぐことができる
とともに、色純度の向上も図ることができる。Further, each of the dichroic mirrors 18-23.
As shown in FIG. 5, the light reflected by is incident on each microlens 24a of the lens array 24 at a different incident angle for each wavelength component of red, green, and blue. The emitted light from is emitted at a different emission angle for each wavelength component and enters the pixels R, G, B of the corresponding colors of the liquid crystal cell 9. That is, of the light of the first P-polarized component, the light a of the red wavelength component reflected by the red dichroic mirror 18 is condensed on the red pixel R1 of the liquid crystal cell 9 by each microlens 24a, and the green dichroic mirror is obtained. The light b of the green wavelength component reflected by 19 is supplied to the green pixel G1 of the liquid crystal cell 9 by each microlens 24a.
The light c of the blue wavelength component, which is focused on the blue dichroic mirror 20 and is reflected by the blue dichroic mirror 20, is focused on the blue pixel B1 of the liquid crystal cell 9 by each microlens 24a. Also, the second
Of the P-polarized component light, the blue-wavelength component light d reflected by the blue dichroic mirror 21 is reflected by each microlens 24.
The light e of the green wavelength component, which is focused on the blue pixel B2 of the liquid crystal cell 9 by a and is reflected by the green dichroic mirror 22, is focused on the green pixel G2 of the liquid crystal cell 9 by each microlens 24a. Dichroic mirror 23 for red
The red wavelength component light f reflected by the
The light is focused on the red pixel R2 of the liquid crystal cell 9 by 4a.
For this reason, color display is possible without providing a color filter, and since the black matrix of the liquid crystal cell 9 is not irradiated with light, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Also in this case, as in the first embodiment, even if the color filter is provided, the light of the complementary color component does not enter the color filter, so that the loss of light due to the color filter can be prevented and the color purity can be improved. Can be planned.
【００２１】このように、この液晶表示装置でも、第１
実施例と同様、カラーフィルタ、ブラックマスク、およ
び入射側偏光板などによる光の損失を防ぎ、光源１から
の光の利用効率を大幅に向上させることができる。な
お、上記第２実施例では、レンズアレイ２４のマイクロ
レンズ２４ａが液晶セル９の赤用、緑用、青用の３色の
画素Ｒ、Ｇ、Ｂからなる単位画素に対応してドットマト
リックス状に多数配列されているが、これに限らず、液
晶セル９の赤用、緑用、青用の各画素Ｒ、Ｇ、Ｂにそれ
ぞれ対応させてドットマトリックス状に多数配列形成し
てもよい。As described above, even in this liquid crystal display device, the first
Similar to the embodiment, it is possible to prevent light loss due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the utilization efficiency of light from the light source 1. In the second embodiment, the microlenses 24a of the lens array 24 correspond to the unit pixels composed of the three color pixels R, G and B for red, green and blue of the liquid crystal cell 9 in a dot matrix form. However, the present invention is not limited to this, and a large number may be formed in a dot matrix corresponding to each of the red, green, and blue pixels R, G, and B of the liquid crystal cell 9.
【００２２】［第３実施例］次に、図６を参照して、こ
の発明の液晶表示装置の第３実施例について説明する。
この場合にも、図１〜図３に示された第１実施例と同一
部分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。光
源１からの光は、図示しないが第１実施例と同様、リフ
レクタ２、偏光ビームスプリッタ４、1/2波長板５、お
よび反射ミラー６によって分光されてレンズアレイ３０
に合成される。レンズアレイ３０の出射側（同図では下
側）にはホログラム３１が所定間隔離れて配置されてお
り、ホログラム３１の出射側にはカラーフィルタ３２が
所定間隔離れて配置され、さらにカラーフィルタ３２の
出射側には液晶表示セル９が配置されている。この場
合、カラーフィルタ３２は、液晶セル９の赤用、緑用、
青用の各色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂに対応して赤、緑、青の各
フィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢが形成され、各フィルタＦ
Ｒ、ＦＧ、ＦＢ間にブラックマトリックスＢＭが形成さ
れた構造になっている。レンズアレイ３０は、カラーフ
ィルタ３２の赤、緑、青の３つのフィルタＦＲ、ＦＧ、
ＦＢに対応するマイクロレンズ３０ａが多数配列された
構造になっている。マイクロレンズ３０ａは、偏光ビー
ムスプリッタ４を透過した第１Ｐ偏光成分の光が垂直に
入射するとともに、反射ミラー６で反射された第２Ｐ偏
光成分の光が法線に対して所定角度傾斜して入射し、こ
れら２つの光束をホログラム３１上で重なり合うように
集光させるものである。[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIG.
Also in this case, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. Although not shown, the light from the light source 1 is dispersed by the reflector 2, the polarization beam splitter 4, the half-wave plate 5 and the reflection mirror 6 in the same manner as in the first embodiment.
Is synthesized. Holograms 31 are arranged on the emission side (lower side in the figure) of the lens array 30 at predetermined intervals, and color filters 32 are arranged on the emission side of the hologram 31 at predetermined intervals. A liquid crystal display cell 9 is arranged on the emission side. In this case, the color filters 32 are for red, green, and
Red, green, and blue filters FR, FG, and FB are formed corresponding to the blue color pixels R, G, and B, respectively.
It has a structure in which a black matrix BM is formed between R, FG and FB. The lens array 30 includes three filters FR, FG of red, green and blue of the color filter 32.
It has a structure in which a large number of microlenses 30a corresponding to the FB are arranged. The light of the first P-polarized component transmitted through the polarization beam splitter 4 is vertically incident on the microlens 30a, and the light of the second P-polarized component reflected by the reflection mirror 6 is incident at a predetermined angle with respect to the normal line. However, these two light beams are condensed so as to overlap on the hologram 31.
【００２３】ホログラム３１は、回折効率の波長依存性
がないか、もしくは少ないもので、１つの回折格子でい
ずれの波長も回折するとともに波長に応じて異なる回折
角で回折するものである。このホログラム３１は、マイ
クロレンズ３０ａで集光された光を赤、緑、青の３つの
波長成分の光に分光してカラーフィルタ３２の各対応す
る色のフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢに入射させるようにな
っている。また、このホログラム３１は、第１実施例の
ものと異なり、分光機能を有しているだけで、集光機能
を備えていないため、その全面に回折格子が均一なピッ
チｄで形成されている。このホログラム３１では、垂直
に入射した同図に実線で示す第１Ｐ偏光成分の光が、
赤、緑、青の各波長成分に分光され、分光された赤波長
成分の光がカラーフィルタ３２の赤フィルタＦＲ１に入
射し、緑波長成分の光がカラーフィルタ３２の緑フィル
タＦＧ１に入射し、青波長成分の光がカラーフィルタ３
２の青フィルタＦＢ１に入射する。また、ホログラム７
に所定の入射角をもって入射した同図に点線で示す第２
Ｐ偏光成分の光は、赤、緑、青の各波長成分に分光さ
れ、分光された赤波長成分の光がカラーフィルタ３２の
赤フィルタＦＲ２に入射し、緑波長成分の光がカラーフ
ィルタ３２の緑フィルタＦＧ２に入射し、青波長成分の
光がカラーフィルタ３２の青フィルタＦＢ２に入射す
る。The hologram 31 has no or little wavelength dependence of diffraction efficiency, and one diffraction grating diffracts any wavelength and diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength. The hologram 31 disperses the light condensed by the microlens 30a into light having three wavelength components of red, green, and blue and makes the light incident on the filters FR, FG, and FB of the corresponding colors of the color filter 32. It has become. Further, unlike the hologram of the first embodiment, this hologram 31 has only a spectral function and does not have a light condensing function, so that a diffraction grating is formed on the entire surface thereof at a uniform pitch d. . In this hologram 31, the light of the first P-polarized component which is vertically incident and which is shown by the solid line in FIG.
Each of the red, green, and blue wavelength components is spectrally separated, and the split red wavelength component light is incident on the red filter FR1 of the color filter 32, and the green wavelength component light is incident on the green filter FG1 of the color filter 32, Light of blue wavelength component is color filter 3
It is incident on the second blue filter FB1. Also, hologram 7
Incident at a predetermined angle of incidence on the second line indicated by the dotted line in the figure.
The light of the P-polarized component is split into red, green and blue wavelength components, the split red wavelength component light enters the red filter FR2 of the color filter 32, and the green wavelength component light of the color filter 32. The light of the blue wavelength component enters the green filter FG2 and enters the blue filter FB2 of the color filter 32.
【００２４】このような液晶表示装置では、第１実施例
と同様、光源１からの光がリフレクタ２により光軸３に
平行な光線として偏光ビームスプリッタ４に入射し、こ
の偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光成分の光とＳ偏光成
分の光に分光され、分光されたＳ偏光成分の光はその偏
光軸が1/2波長板５により９０°回転されてＰ偏光成分
の光の偏光軸に合わされ、1/2波長板５で偏光軸が回転
された第２Ｐ偏光成分の光が反射ミラー６によりレンズ
アレイ３０上で偏光ビームスプリッタ４を透過した第１
Ｐ偏光成分の光と重ね合わされて合成されるため、光源
１からの光をほとんど損失することなくＰ偏光成分の光
をレンズアレイ３０に入射させることができる。また、
レンズアレイ３０は各マイクロレンズ３０ａが集光機能
を有しているので、垂直に入射した第１Ｐ偏光成分の光
と所定の入射角を持って入射した第２Ｐ偏光成分の光と
をホログラム３１上に正確に重ね合わせて集光させるこ
とができ、集光された光をホログラム３１の分光機能に
より赤、緑、青の各波長成分の光に分光してカラーフィ
ルタ３２の各フィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢに入射させるの
で、カラーフィルタにその補色成分の光が入射すること
がないため、カラーフィルタによる光の損失を防ぐこと
ができ、かつ色純度の向上を図ることができるととも
に、ブラックマトリックスＢＭに光が照射されることが
ないため、ブラックマトリックスＢＭによる光の損失を
防ぐことができる。この場合にも、必ずもカラーフィル
タを備えていなくてもカラー表示は可能である。このよ
うに、この液晶表示装置でも、第１実施例と同様、カラ
ーフィルタ３２、ブラックマスクＢＭ、および入射側偏
光板などによる光の損失を防ぎ、光源１からの光の利用
効率を大幅に向上させることができる。In such a liquid crystal display device, as in the case of the first embodiment, the light from the light source 1 enters the polarization beam splitter 4 as a light beam parallel to the optical axis 3 by the reflector 2, and the polarization beam splitter 4 outputs P The light of the polarization component and the light of the S polarization component are split, and the polarization axis of the split S polarization component light is rotated by 90 ° by the half-wave plate 5 to be aligned with the polarization axis of the P polarization component light. The light of the second P-polarized component whose polarization axis is rotated by the half-wave plate 5 is transmitted by the reflection mirror 6 through the polarization beam splitter 4 on the lens array 30.
Since the light of the P-polarized component is superimposed and combined, the light of the P-polarized component can be incident on the lens array 30 with almost no loss of the light from the light source 1. Also,
Since each microlens 30a of the lens array 30 has a condensing function, light of the first P-polarized component that is vertically incident and light of the second P-polarized component that is incident at a predetermined incident angle are reflected on the hologram 31. Can be accurately overlapped with each other to be condensed, and the condensed light is dispersed into lights of respective wavelength components of red, green, and blue by the spectral function of the hologram 31, and the filters FR, FG of the color filter 32, Since the light of the complementary color component does not enter the color filter because it is incident on the FB, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, improve the color purity, and at the same time, to the black matrix BM. Since no light is emitted, it is possible to prevent light loss due to the black matrix BM. In this case as well, color display is possible without necessarily including a color filter. Thus, also in this liquid crystal display device, as in the first embodiment, the loss of light due to the color filter 32, the black mask BM, the incident side polarization plate and the like is prevented, and the utilization efficiency of light from the light source 1 is significantly improved. Can be made.
【００２５】なお、上記第３実施例では、ホログラム３
１の入射側にレンズアレイ３０を配置したが、これに限
らず、ホログラム３１の出射側に配置してもよい。この
場合には、合成された入射光をホログラム３１によって
赤、緑、青の各波長成分の光に分光し、分光された各波
長成分の光をレンズアレイ３０の各マイクロレンズ３０
ａによってカラーフィルタ３２の各対応する色のフィル
タＦＲ、ＦＧ、ＦＢに集光させることができる。また、
上記第１〜第３実施例では、入射側偏光板を用いない場
合について述べたが、これに限らず、例えば偏光ビーム
スプリッタ４と液晶セル９と間、好ましくはホログラム
７、３１の前後、またはレンズアレイ２４、３０の前後
に入射側偏光板を介在させてもよい。このようにすれ
ば、第１Ｐ偏光成分の光の偏光軸と第２Ｐ偏光成分の光
の偏光軸とを補正することができる。また、この発明の
液晶表示装置は、液晶セル９の出射側に投影レンズを設
け、この投影レンズで液晶セル９に表示された画像を拡
大投影する液晶プロジェクタに適用することができる。In the third embodiment, the hologram 3
Although the lens array 30 is arranged on the incident side of No. 1, it is not limited to this and may be arranged on the exit side of the hologram 31. In this case, the combined incident light is dispersed by the hologram 31 into light components having respective wavelength components of red, green, and blue, and the dispersed light components having respective wavelength components are each microlens 30 of the lens array 30.
It is possible to focus on the filters FR, FG, and FB of the corresponding colors of the color filter 32 by a. Also,
In the first to third embodiments, the case where the incident side polarization plate is not used has been described, but the present invention is not limited to this. For example, between the polarization beam splitter 4 and the liquid crystal cell 9, preferably before and after the holograms 7 and 31, or Incident-side polarization plates may be provided before and after the lens arrays 24 and 30. By doing so, the polarization axis of the light of the first P polarization component and the polarization axis of the light of the second P polarization component can be corrected. Further, the liquid crystal display device of the present invention can be applied to a liquid crystal projector in which a projection lens is provided on the exit side of the liquid crystal cell 9 and the image displayed on the liquid crystal cell 9 is enlarged and projected by this projection lens.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光源からの光を分光合成手段によって２つの偏
光成分に分光するとともに、分光した一方の偏光成分の
光を他方の偏光成分の光の偏光軸に合わせた上、２つの
光束をホログラム上で重なり合うように合成し、かつ、
２つの光束の光をそれぞれ液晶セルの異なる画素に集光
させるので、ので、光源からの光をほとんど損失するこ
となく特定の偏光成分の光をホログラムに入射させるこ
とができ、かつ入射側偏光板が介在されていても入射側
偏光板による光の損失を防ぐことができる。また、合成
された２つの光束がホログラムに入射すると、ホログラ
ムによって予め定められた波長成分の光に分光されて液
晶セルの各対応する色の画素に集光されるので、カラー
フィルタを備えていなくてもカラー表示が可能になると
ともに、カラーフィルタを備えていてもカラーフィルタ
にその補色成分の光が入射しないため、カラーフィルタ
による光の損失を防ぐことができ、かつ色純度の向上が
図れ、しかもブラックマトリックスが設けられていても
ブラックマトリックスに光が照射されることがないた
め、ブラックマトリックスによる光の損失を防ぐことが
できる。したがって、カラーフィルタ、ブラックマス
ク、および入射側偏光板などによる光の損失を防ぎ、光
源からの光の利用効率を大幅に向上させることができ
る。As described above, according to the first aspect of the invention, the light from the light source is split into two polarization components by the spectral synthesizing means, and the split light of one polarization component is split into the other polarization component. In addition to aligning the polarization axes of the component lights, the two light beams are combined so that they overlap on the hologram , and
Concentrate the light of two light fluxes on different pixels of the liquid crystal cell
Therefore, it is possible to allow light of a specific polarization component to enter the hologram with almost no loss of light from the light source, and the loss of light due to the incident side polarizing plate is prevented even if the incident side polarizing plate is interposed. Can be prevented. Further, when the two combined light fluxes enter the hologram, they are dispersed into light of a predetermined wavelength component by the hologram and are condensed on the pixels of the corresponding colors of the liquid crystal cell. Even if a color display is possible, even if a color filter is provided, light of its complementary color component does not enter the color filter, so it is possible to prevent light loss due to the color filter, and improve color purity. Moreover, since the black matrix is not irradiated with light even if the black matrix is provided, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the efficiency of using the light from the light source.
【００２７】請求項６の発明によれば、光源からの光を
分光手段によって２つの偏光成分に分光するとともに、
分光した一方の偏光成分の光を他方の偏光成分の光の偏
光軸に合わせ、この２つの光束をダイクロイックミラー
群によってそれぞれ特定波長ごとに分光し、かつ、レン
ズアレイで２つの光束の光をそれぞれ前記液晶セルの異
なる画素に入射させるので、光源からの光をほとんど損
失することなく特定の偏光成分の光を液晶セルに入射さ
せることができ、かつ入射側偏光板が介在されていても
入射側偏光板による光の損失を防ぐことができる。ま
た、ダイクロイックミラー群で反射された光が特定波長
ごとに異なる入射角でレンズアレイに入射すると、この
レンズアレイで入射光を特定波長ごとに異なる角度で出
射させて液晶セルの各対応する色の画素に入射させるの
で、カラーフィルタを備えていなくてもカラー表示が可
能になるとともに、カラーフィルタを備えていてもカラ
ーフィルタにその補色成分の光が入射しないため、カラ
ーフィルタによる光の損失を防ぐことができ、かつ色純
度の向上が図れ、しかもブラックマトリックスが設けら
れていてもブラックマトリックスに光が照射されること
がないため、ブラックマトリックスによる光の損失を防
ぐことができる。したがって、カラーフィルタ、ブラッ
クマスク、および入射側偏光板などによる光の損失を防
ぎ、光源からの光の利用効率を大幅に向上させることが
できる。According to the invention of claim 6, the light from the light source is split into two polarization components by the splitting means, and
The light of one polarization component spectrally tailored to the polarization axis of the other polarization component light, spectrally for each specific wavelength of the two light beams by the dichroic mirrors, and Ren
The two arrays of light beams are used to detect the different light beams of the liquid crystal cell.
Since the light from the light source is incident on the liquid crystal cell , the light from the light source can be incident on the liquid crystal cell with almost no loss of light from the light source. Can prevent the loss of. When the light reflected by the dichroic mirror group is incident on the lens array at different incident angles for each specific wavelength, the lens array causes the incident light to be emitted at a different angle for each specific wavelength, so that each corresponding color of the liquid crystal cell is emitted. Since the light is incident on the pixel, color display is possible without the color filter. Also, even if the color filter is provided, the light of its complementary color component does not enter the color filter, thus preventing light loss due to the color filter. It is possible to improve the color purity, and since the black matrix is not irradiated with light even if the black matrix is provided, it is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the efficiency of using the light from the light source.
【００２８】請求項９の発明によれば、光源からの光を
分光合成手段によって２つの偏光成分に分光するととも
に、分光した一方の偏光成分の光を他方の偏光成分の光
の偏光軸と合わせた上、２つの光束をホログラム上で重
なり合うように合成して、かつ、２つの光束の光をそれ
ぞれ前記液晶セルの異なる画素に集光させるので、光源
からの光をほとんど損失することなく特定の偏光成分の
光をホログラムに入射させることができ、かつ入射側偏
光板が介在されていても入射側偏光板による光の損失を
防ぐことができる。また、分光機能を有するホログラム
と集光機能を有するレンズアレイとで構成された分光集
光手段により、２つの光束が重なり合うように合成され
た光を予め定められた波長成分の光に分光して液晶セル
の各対応する色の画素に集光させるので、カラーフィル
タを備えていなくてもカラー表示が可能になるととも
に、カラーフィルタを備えていてもカラーフィルタにそ
の補色成分の光が入射しないため、カラーフィルタによ
る光の損失を防ぐことができ、かつ色純度の向上が図
れ、しかもブラックマトリックスが設けられていてもブ
ラックマトリックスに光が照射されることがないため、
ブラックマトリックスによる光の損失を防ぐことができ
る。したがって、カラーフィルタ、ブラックマスク、お
よび入射側偏光板などによる光の損失を防ぎ、光源から
の光の利用効率を大幅に向上させることができる。According to the ninth aspect of the invention, the light from the light source is split into two polarization components by the spectral synthesizing means, and the split light of one polarization component is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component. In addition, the two light beams are combined so that they overlap each other on the hologram , and
Since the light is condensed on different pixels of the liquid crystal cell, the light of a specific polarization component can be incident on the hologram with almost no loss of light from the light source, and even if the incident side polarization plate is interposed. It is possible to prevent light loss due to the incident side polarization plate. In addition, the combined light so that the two light fluxes are overlapped is split into light having a predetermined wavelength component by a spectral light collecting means composed of a hologram having a spectral function and a lens array having a light collecting function. Since the light is focused on each corresponding color pixel of the liquid crystal cell, color display is possible without a color filter, and even if a color filter is provided, the light of its complementary color component does not enter the color filter. , It is possible to prevent the loss of light due to the color filter, and to improve the color purity, and even if a black matrix is provided, the black matrix is not irradiated with light,
It is possible to prevent light loss due to the black matrix. Therefore, it is possible to prevent the loss of light due to the color filter, the black mask, the incident side polarization plate, and the like, and to significantly improve the efficiency of using the light from the light source.
【図１】この発明の液晶表示装置の第１実施例を示す基
本的な構成図。FIG. 1 is a basic configuration diagram showing a first embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.
【図２】図１のホログラムの分光および集光状態を示す
拡大図。FIG. 2 is an enlarged view showing a spectral state and a condensed state of the hologram of FIG.
【図３】図２のホログラムと液晶セルの画素との対応関
係を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a correspondence relationship between the hologram of FIG. 2 and pixels of a liquid crystal cell.
【図４】この発明の液晶表示装置の第２実施例を示す基
本的な概略構成図。FIG. 4 is a basic schematic configuration diagram showing a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
【図５】図４のレンズアレイの集光状態を示す拡大図。5 is an enlarged view showing a condensed state of the lens array of FIG.
【図６】この発明の液晶表示装置の第３実施例を示す要
部の拡大図。FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
１ 光源 ４ 偏光ビームスプリッタ ５ 1/2波長板 ６ 反射ミラー ７、３１ ホログラム ９ 液晶セル １８〜２３ ダイクロイックミラー ２４、３０ レンズアレイ ２４ａ、３０ａ マイクロレンズ ３２ カラーフィルタ 1 light source 4 Polarizing beam splitter 5 1/2 wave plate 6 reflection mirror 7,31 hologram 9 Liquid crystal cell 18-23 Dichroic mirror 24, 30 lens array 24a, 30a micro lens 32 color filters
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1335
Claims (10)
てカラー表示を行なう液晶表示装置において、 前記光源からの光を２つの偏光成分に分光し、分光され
た一方の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の光の
偏光軸に合わせた上、２つの光束を重なり合うように合
成する分光合成手段と、 前記分光合成手段で２つの光束が重なり合うように合成
された光を予め定められた波長成分の光に分光して、か
つ、２つの光束の光をそれぞれ前記液晶セルの異なる画
素に集光させるホログラムと、を備えたことを特徴とす
る液晶表示装置。1. A liquid crystal display device for irradiating a back surface of a liquid crystal cell with light from a light source for color display, wherein the light from the light source is split into two polarization components, and one of the split light components is polarized light. The polarization axis of is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component, and the spectral synthesizing means for synthesizing the two light fluxes in an overlapping manner, and the light synthesized in the spectral synthesizing means so that the two light fluxes overlap in advance. Disperse into light of specified wavelength component ,
The two beams of light are emitted to different images of the liquid crystal cell.
A liquid crystal display device, comprising: a hologram for condensing light onto an element .
をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分光する偏光ビームスプ
リッタと、この偏光ビームスプリッタで分光された一方
の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の光の偏光軸
に合わせる波長板と、この波長板で偏光軸が合わされた
前記一方の偏光成分の光を前記ホログラム上で前記他方
の偏光成分の光と重ね合わせて合成させる反射ミラーと
からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。2. The spectral synthesizing means splits the light from the light source into a P-polarized component and an S-polarized component, and a polarization axis of the light of one polarized component split by the polarized beam splitter. And a wavelength plate that aligns with the polarization axis of the light of the other polarization component, and the light of the one polarization component whose polarization axis is aligned with this wavelength plate is superimposed on the hologram and combined with the light of the other polarization component. The liquid crystal display device according to claim 1, comprising a reflection mirror.
ずれの波長も回折するとともに波長に応じて異なる回折
角で回折するもの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。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the hologram diffracts any wavelength by one diffraction grating and diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength.
ムに入射する２つの光束の入射角と前記ホログラムとの
関係は、前記ホログラムに対する入射角をθ、前記ホロ
グラムからの出射角をψ、波長をλ、前記ホログラムの
回折格子のピッチをｄとすると、 ｓｉｎθ＋ｓｉｎψ＝λ／ｄ の条件を満足することを特徴とする請求項３記載の液晶
表示装置。4. The relationship between the incident angles of the two light beams incident on the hologram by the spectral synthesizing means and the hologram is such that the incident angle to the hologram is θ, the exit angle from the hologram is ψ, and the wavelength is λ. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the condition of sin θ + sin ψ = λ / d is satisfied, where d is the pitch of the diffraction grating of the hologram.
用、緑用、青用の３色の画素からなる単位画素に対応す
る単位ホログラムが多数配列され、かつ各単位ホログラ
ムごとに回折格子のピッチが異なっていることを特徴と
する請求項４記載の液晶表示装置。5. The hologram includes a plurality of unit holograms corresponding to unit pixels each of which has three color pixels of red, green and blue of the liquid crystal cell, and a pitch of a diffraction grating for each unit hologram. 5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein
てカラー表示を行なう液晶表示装置において、 前記光源からの光を２つの偏光成分に分光し、分光され
た一方の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の光の
偏光軸に合わせる分光手段と、 前記分光手段で分光されて偏光軸が合わされた２つの光
束をそれぞれ特定波長ごとに分光して前記液晶セル側に
向けて反射するダイクロイックミラー群と、 前記ダイクロイックミラー群で反射された光が特定波長
ごとに異なる入射角で入射し、この入射光を特定波長ご
とに異なる角度で出射させて、かつ、２つの光束の光を
それぞれ前記液晶セルの異なる画素に入射させるレンズ
アレイと、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。6. A liquid crystal display device for irradiating light from a light source on the back surface of a liquid crystal cell for color display, wherein light from the light source is split into two polarization components, and one of the split light components of the polarization component is dispersed. Of light having a polarization axis of the other polarization component to the polarization axis of the light of the other polarization component, and the two light fluxes split by the light splitting means and having their polarization axes aligned are separated into specific wavelengths and directed toward the liquid crystal cell side. A group of reflecting dichroic mirrors, and light reflected by the group of dichroic mirrors is incident at different incident angles for each specific wavelength, and the incident light is emitted at different angles for each specific wavelength , and light of two light fluxes is emitted. To
A liquid crystal display device, comprising: a lens array that is incident on different pixels of the liquid crystal cell .
偏光成分とＳ偏光成分とに分光する偏光ビームスプリッ
タと、この偏光ビームスプリッタで分光された一方の偏
光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の光の偏光軸に合
わせる波長板とからなることを特徴とする請求項６記載
の液晶表示装置。7. The spectroscopic means emits light from the light source to P
A polarization beam splitter that splits a polarization component into an S polarization component and a wave plate that aligns the polarization axis of the light of one polarization component split by this polarization beam splitter with the polarization axis of the light of the other polarization component. 7. The liquid crystal display device according to claim 6.
用、緑用、青用の３色の画素からなる単位画素に対応す
る各マイクロレンズ、または前記液晶セルの各画素にそ
れぞれ対応する各マイクロレンズが配列形成されている
ことを特徴とする請求項６または７記載の液晶表示装
置。8. The lens array includes microlenses corresponding to unit pixels including red, green, and blue pixels of the liquid crystal cell, or microlenses corresponding to the pixels of the liquid crystal cell, respectively. The liquid crystal display device according to claim 6 or 7, wherein microlenses are formed in an array.
てカラー表示を行なう液晶表示装置において、 前記光源からの光を２つの偏光成分に分光し、分光され
た一方の偏光成分の光の偏光軸を他方の偏光成分の光の
偏光軸に合わせた上、２つの光束を重なり合うように合
成する分光合成手段と、 前記分光合成手段で２つの光束が重なり合うように合成
された光を予め定められた波長成分の光に分光して、か
つ、２つの光束の光をそれぞれ前記液晶セルの異なる画
素に集光させる分光集光手段と備え、 前記分光集光手段は、分光機能を有するホログラムと、
集光機能を有するレンズアレイとからなることを特徴と
する液晶表示装置。9. A liquid crystal display device for irradiating light from a light source on the back surface of a liquid crystal cell for color display, wherein the light from the light source is split into two polarization components, and the split light of one polarization component is split. The polarization axis of is aligned with the polarization axis of the light of the other polarization component, and the spectral synthesizing means for synthesizing the two light fluxes in an overlapping manner, and the light synthesized in the spectral synthesizing means so that the two light fluxes overlap in advance. Disperse into light of specified wavelength component ,
The two beams of light are emitted to different images of the liquid crystal cell.
A spectral condensing means for condensing light onto the element , wherein the spectral condensing means is a hologram having a spectral function,
A liquid crystal display device comprising a lens array having a light collecting function.
いずれの波長も回折するとともに波長に応じて異なる回
折角で回折するものであり、その全面に回折格子が均一
なピッチで形成されていることを特徴とする請求項９記
載の液晶表示装置。10. The hologram is such that one diffraction grating diffracts any wavelength and also diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength, and the diffraction grating is formed on the entire surface at a uniform pitch. 10. The liquid crystal display device according to claim 9.
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Legal Events
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