JPH1062784A - Projection liquid crystal display and manufacture of hologram element - Google Patents

Projection liquid crystal display and manufacture of hologram element

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JPH1062784A
JPH1062784A JP8238455A JP23845596A JPH1062784A JP H1062784 A JPH1062784 A JP H1062784A JP 8238455 A JP8238455 A JP 8238455A JP 23845596 A JP23845596 A JP 23845596A JP H1062784 A JPH1062784 A JP H1062784A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
color
light
colors
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JP8238455A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Hazama
快和 間
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a projection liquid crystal display device and a hologram element therefor, having a relatively good utilization factor by using it as a color separating and image-forming means and having less restriction for being assembled into an optical system and being inexpensive. SOLUTION: A hologram element 14 separates incident white light into three primaries of red, green, and blue, and forms a reproduced image (real image) on liquid crystal display elements 15 by making them incident onto each corresponding picture element on the liquid crystal elements 15. The hologram element 14 makes picture elements of a specific color of the liquid crystal elements 15 transmissive and also the other colors non-transmissive, and lets the specific color pass through the liquid crystal elements in this state, and forms interference fringes by making a substrate for the hologram irradiated with the transmitted light as light of an object body including reference light, and then picture elements of other colors are also similarly made by successively forming interference fringes corresponding to the colors.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、色分離手段としてホロ
グラム素子を用いた投写型液晶表示装置に係り、特にホ
ログラム素子に液晶表示素子の各画素に対して再生画像
を結像させる機能を持たせた投写型液晶表示装置および
それに用いるホログラム素子の作製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type liquid crystal display device using a hologram element as a color separation means, and more particularly to a hologram element having a function of forming a reproduced image on each pixel of the liquid crystal display element. The present invention relates to a projection type liquid crystal display device and a method for manufacturing a hologram element used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示デバイスには、液晶表示素子
(液晶ライトバルブ,液晶表示パネル)を直接見る直視
型表示装置と共にスクリーンに投影して表示を行う投写
型の表示装置(液晶プロジェクタ)がある。この投写型
液晶表示装置は、光源から放射される白色光をカラー表
示のための原色に分光し、それぞれの色光をその色に対
応する液晶表示素子の画素(液晶セル)に導き、ここで
再生画像に応じて変調した後、スクリーン上に投影拡大
させてカラー画像の表示を行うものである。このような
投写型液晶表示装置は、赤( Red=R),緑(Green =
G),青(Blue=B)の3色の色分離手段付きの液晶表
示素子を1枚使った単板方式によるものと、モノクロ液
晶パネルを赤,緑および青の光路ごとに3枚使った3板
方式によるものとに大別される。
2. Description of the Related Art As a liquid crystal display device, there is a projection type display device (liquid crystal projector) for projecting and displaying an image on a screen together with a direct view type display device for directly viewing a liquid crystal display element (liquid crystal light valve, liquid crystal display panel). . This projection type liquid crystal display device separates white light emitted from a light source into primary colors for color display, guides each color light to a pixel (liquid crystal cell) of a liquid crystal display element corresponding to the color, and reproduces the light here. After modulation according to the image, the image is projected and enlarged on a screen to display a color image. Such a projection type liquid crystal display device has a red (Red = R) and a green (Green = R).
G), a single-panel system using one liquid crystal display element with color separation means of blue (Blue = B), and three monochrome liquid crystal panels for each of the red, green and blue optical paths It is broadly divided into three-plate systems.

【0003】このうち単板方式の投写型表示装置では、
直視型液晶表示装置用に開発された液晶表示素子を流用
する場合が多いが、この直視型液晶表示装置に適用され
る液晶表示素子は、一般に、カラー表示を実現するため
のカラーフィルタを貼り合わせた構成を有している。
[0003] Among them, in a single-panel projection display device,
In many cases, liquid crystal display elements developed for direct-view type liquid crystal display devices are diverted, but the liquid crystal display elements applied to this direct-view type liquid crystal display device are generally bonded with color filters to realize color display. Configuration.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
ラーフィルタを液晶表示素子に貼り合わせて構成した従
来の液晶表示装置には次のような問題があった。すなわ
ち、カラーフィルタを用いる場合、赤色を表示する画素
にあっては赤いカラーフィルタが配置されるが、この赤
いカラーフィルタでは他の色(緑,青)の光は吸収また
は反射される。これは緑および青のカラーフィルタの場
合も同様である。従って、カラーフィルタ方式では液晶
表示素子への入射光の三分の一しか利用できず、3板方
式で同じ光源を用いた場合に比べて光利用効率が低く、
また画面の明るさも同様に三分の一に低下するという問
題があった。明るくするためには光源の出力を上げれば
よいが、そうすると光吸収による温度上昇を招くことと
なる。すなわち、カラーフィルタを用いた方式の液晶表
示素子では、画面を明るくするには限界があった。
However, the conventional liquid crystal display device in which the color filter is bonded to a liquid crystal display element has the following problems. That is, when a color filter is used, a red color filter is arranged in a pixel that displays red, and light of other colors (green and blue) is absorbed or reflected by the red color filter. This is the same for the green and blue color filters. Therefore, only one third of the incident light to the liquid crystal display element can be used in the color filter system, and the light use efficiency is lower than in the case where the same light source is used in the three-plate system,
There is also a problem that the brightness of the screen is similarly reduced to one third. To increase the brightness, the output of the light source may be increased, but this will cause a rise in temperature due to light absorption. That is, in a liquid crystal display device using a color filter, there is a limit to brightening a screen.

【0005】このようなカラーフィルタの持つ欠点を解
消する方法として、カラーフィルタを貼り合わせること
なく、ダイクロイックミラーとマイクロレンズとを用い
てカラー表示を行う方法(例えば特開平4−60538
号公報参照)がある。この方法は、白色光源から放射さ
れた白色光を、3原色毎に傾斜して配置されたダイクロ
イックミラーにより分離し、分離された各色の光をマイ
クロレンズを介して液晶表示素子の各画素に対して入射
させるものである。しかしながら、この方法では、セッ
ト(光学系)の構造が大きくなったり、混色(ノイズ)
が発生し、色純度が低下するなどの問題があった。ま
た、高価なマイクロレンズが必要であるため、液晶表示
装置全体としても高価になるという問題があった。
As a method for solving the drawbacks of such a color filter, a method of performing color display using a dichroic mirror and a microlens without bonding the color filters (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-60538).
Reference). According to this method, white light emitted from a white light source is separated by a dichroic mirror arranged at an inclination for each of the three primary colors, and the separated light of each color is applied to each pixel of a liquid crystal display element via a microlens. Is to be incident. However, according to this method, the structure of the set (optical system) becomes large, or color mixture (noise) occurs.
And the color purity is reduced. Further, since an expensive microlens is required, there is a problem that the entire liquid crystal display device becomes expensive.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、色分離手段としてホログラム
素子を用いることにより、光利用効率が良く、しかもセ
ット構造を小型化でき、かつ混色による色純度の低下を
防止できる安価な投写型液晶表示装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem. A first object of the present invention is to use a hologram element as a color separation means, so that light use efficiency is improved, and a set structure can be reduced in size. An object of the present invention is to provide an inexpensive projection-type liquid crystal display device that can prevent a decrease in color purity due to color mixing.

【0007】本発明は、また、上記のような投写型液晶
表示装置を容易に実現することができるホログラム素子
の作製方法を提供することを第2の目的とする。
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a hologram element which can easily realize the above-mentioned projection type liquid crystal display device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る投写型液晶
表示装置は、白色光を放射する光源と、カラー表示用の
原色に対応する複数の画素を規則的に配列して構成され
た液晶表示素子と、この液晶表示素子の画素および色の
配列に適合した干渉縞を有するホログラム素子により構
成され、光源から放射された白色光を液晶表示素子の画
素および色の配列に適合するように複数の原色光に分離
させてその再生像を液晶表示素子に結像させる色分離・
結像手段とを備えている。
According to the present invention, there is provided a projection type liquid crystal display device comprising a light source for emitting white light and a plurality of pixels corresponding to primary colors for color display arranged regularly. A display element and a hologram element having interference fringes adapted to the arrangement of the pixels and colors of the liquid crystal display element, and a plurality of white light emitted from the light source adapted to the arrangement of the pixels and colors of the liquid crystal display element. Color separation to separate the primary color light into
Imaging means.

【0009】本発明に係る投写型液晶表示装置に用いる
ホログラム素子の製造方法は、カラー表示用の原色に対
応する複数の画素を規則的に配列して構成される液晶表
示素子の画素および色の配列に適合した露光用マスクを
用いてホログラム素子用の基板を選択的に露光し、再生
像の色配列が前記液晶表示素子の画素および色の配列に
適合したホログラム素子を作製するものである。
A method of manufacturing a hologram element used in a projection type liquid crystal display device according to the present invention is a method of manufacturing a hologram element, wherein a plurality of pixels corresponding to primary colors for color display are regularly arranged. The substrate for the hologram element is selectively exposed using an exposure mask suitable for the arrangement to produce a hologram element in which the color arrangement of the reproduced image conforms to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element.

【0010】露光用マスクとしては、例えば、投写型液
晶表示装置用の液晶表示素子、または、液晶表示素子と
同じ画素および色の配列を有するカラーフィルタが用い
られる。露光用マスクとして液晶表示素子を用いる場合
には、液晶表示素子のうちの特定の色の画素を透過状態
とすると共に他の色を非透過状態とし、この状態の液晶
表示素子から特定の色の光を透過させ、これを物体光と
して、参照光と共にホログラム素子用の基板に照射させ
ることにより干渉縞を形成し、次いで他の色の画素につ
いても同様にその色に対応する干渉縞を順次形成すれば
よい。また、露光用マスクとしてカラーフィルタを用い
る場合には、このカラーフィルタを透過した光を物体光
として、参照光と共にホログラム素子用の基板に照射さ
せることにより各色に対応する干渉縞をそれぞれ形成す
ればよい。
As the exposure mask, for example, a liquid crystal display element for a projection type liquid crystal display device or a color filter having the same arrangement of pixels and colors as the liquid crystal display element is used. When a liquid crystal display element is used as an exposure mask, a pixel of a specific color of the liquid crystal display element is set to a transmissive state, and the other colors are set to a non-transmissive state. Light is transmitted, and this is used as object light to irradiate the hologram element substrate together with the reference light to form interference fringes. Then, interference fringes corresponding to the colors are sequentially formed for pixels of other colors in the same manner. do it. When a color filter is used as an exposure mask, interference light corresponding to each color may be formed by irradiating light transmitted through the color filter as object light together with reference light to a hologram element substrate. Good.

【0011】本発明による投写型液晶表示装置では、光
源から放射された白色光は、液晶表示素子の画素および
色の配列に適合する干渉縞が形成されたホログラム素子
において、各原色毎に分離され、その再生像が液晶表示
素子に結像される。
In the projection type liquid crystal display device according to the present invention, the white light radiated from the light source is separated for each primary color in the hologram element in which interference fringes conforming to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element are formed. The reproduced image is formed on the liquid crystal display element.

【0012】[0012]

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の一実施の形態に係る投写型
液晶表示装置10の概略構成を表すものである。本実施
の形態による投写型液晶表示装置10は、白色光を放射
する白色光源11、この白色光源11の背面に配置され
た例えば球面鏡からなる反射鏡(リフレクタ)12、白
色光源11の前面に配置された集光レンズ13、集光レ
ンズ13の前面に配置された色分離・結像手段としての
ホログラム素子14、ホログラム素子14の前面に配置
された液晶表示素子(LCD;Liquid CrystalDispla
y)15、液晶表示素子15の前面に配置された投影レ
ンズ16および画像結像用のスクリーン17により構成
されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection type liquid crystal display device 10 according to an embodiment of the present invention. The projection-type liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes a white light source 11 that emits white light, a reflecting mirror (reflector) 12 that is, for example, a spherical mirror disposed on the back of the white light source 11, and is disposed on the front of the white light source 11. Condensing lens 13, a hologram element 14 as color separation / imaging means disposed on the front of the condensing lens 13, a liquid crystal display (LCD) disposed on the front of the hologram element 14.
y) 15, a projection lens 16 arranged on the front surface of the liquid crystal display element 15 and a screen 17 for image formation.

【0014】白色光源11は赤,緑,青の3原色を含む
白色光を放射できるものであればよく、例えばメタルハ
ライドランプ,ハロゲンランプおよびキセノンランプ等
が用いられる。集光レンズ13は白色光源11から放射
された白色光を集光し、平行光としてホログラム素子1
4へ導くものである。
The white light source 11 may be any as long as it can emit white light including the three primary colors of red, green and blue. For example, a metal halide lamp, a halogen lamp, a xenon lamp or the like is used. The condenser lens 13 condenses the white light emitted from the white light source 11 and converts the white light into parallel light.
It leads to 4.

【0015】ホログラム素子14は、回折効率の波長依
存性のない方式(すなわち、リップマンホログラムのよ
うに特定の波長だけを回折し、他の波長は回折しない方
式のものではなく、いずれの波長も回折する方式)の透
過型のホログラム素子により構成されている。このよう
な方式のホログラム素子として例えばレリーフ方式,位
相方式、振幅方式等のものがある。ホログラム素子14
を構成する素子材料としては、例えばフォトポリマー
(デュポン社製のオムニデックス352)が用いられ、後述
のような方法により液晶表示素子の画素および色の配列
に適合する色配列に応じた複数の干渉縞が形成されてい
る。本実施の形態によるホログラム素子14は、図2に
取り出して示したように、集光レンズ13により集光さ
れた白色光を、赤,緑,青の3原色それぞれについて液
晶表示素子15の画素配列に適合した角度で分離して液
晶表示素子15側に透過させると共に、その透過光をそ
れぞれ液晶表示素子15の対応する各画素に入射させる
機能を有している。すなわち、このホログラム素子14
は、入射した白色光を原色ごとに分離すると共にその再
生像(実像)を液晶表示素子15に結像させる機能を有
するものである。
The hologram element 14 is not of the type in which the diffraction efficiency does not depend on the wavelength (that is, the type in which only a specific wavelength is diffracted like a Lippmann hologram and the other wavelengths are not diffracted). Hologram element). As such a hologram element, there are, for example, a relief method, a phase method, an amplitude method, and the like. Hologram element 14
For example, a photopolymer (Omnidex 352 manufactured by DuPont) is used as an element material of the liquid crystal display, and a plurality of interferences corresponding to a color arrangement matching a pixel and color arrangement of a liquid crystal display element are performed by a method described later. Stripes are formed. As shown in FIG. 2, the hologram element 14 according to the present embodiment converts the white light condensed by the condensing lens 13 into the pixel arrangement of the liquid crystal display element 15 for each of the three primary colors of red, green and blue. The liquid crystal display device 15 has a function of separating the light at an angle suitable for the above and transmitting the light to the liquid crystal display element 15 side, and making the transmitted light incident on each corresponding pixel of the liquid crystal display element 15. That is, the hologram element 14
Has a function of separating incident white light into primary colors and forming a reproduced image (real image) on the liquid crystal display element 15.

【0016】液晶表示素子15は、図3に示したよう
に、赤,緑,青の3色に対応する画素(液晶セル)15
a,15b,15cを例えばデルタ(トライアングル)
状に規則的に配列して構成したものである。この液晶表
示素子15は、具体的には、2枚のガラス基板の間に液
晶層を封入したもので、この液晶層を駆動するためのマ
トリックス電極構造を構成する3種類の信号電極(すな
わち、図3に示した画素15a〜15c)が対向するガ
ラス基板の内面に配列された構造を有している。画素1
5a〜15cを構成する3種類の信号電極はそれぞれ透
明導電膜で形成されており、それぞれ赤,緑,青の各色
の駆動信号が入力されると共に上述のホログラム素子1
4を介して対応する色の光が入射されるようになってい
る。すなわち、3種類の信号電極それぞれに入射した各
色の光は、各信号電極への駆動信号の入力状態に応じて
その強度が変調されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display element 15 has pixels (liquid crystal cells) 15 corresponding to three colors of red, green and blue.
a, 15b, 15c for example delta (triangle)
They are arranged in a regular pattern. Specifically, the liquid crystal display element 15 has a liquid crystal layer sealed between two glass substrates, and has three types of signal electrodes (that is, three types of signal electrodes constituting a matrix electrode structure for driving the liquid crystal layer). It has a structure in which the pixels 15a to 15c) shown in FIG. 3 are arranged on the inner surfaces of the glass substrates facing each other. Pixel 1
Each of the three types of signal electrodes 5a to 15c is formed of a transparent conductive film, and receives a drive signal of each color of red, green, and blue, and outputs the signals of the hologram element 1 described above.
The light of the corresponding color is incident through the reference numeral 4. That is, the intensity of the light of each color incident on each of the three types of signal electrodes is modulated according to the input state of the drive signal to each signal electrode.

【0017】投影レンズ16はこの液晶表示素子15に
より変調され透過した光を合成してスクリーン17上に
拡大して結像させるものである。
The projection lens 16 combines the light modulated and transmitted by the liquid crystal display element 15 and magnifies and forms an image on a screen 17.

【0018】次に、図4および図5(a)〜(c)を参
照して本実施の形態に係るホログラム素子14の具体的
な作製方法について説明する。この方法は、上述のカラ
ー表示用の原色に対応する複数の画素を規則的(本実施
の形態ではデルタ状)に配列して構成された液晶表示素
子14の画素および色の配列に適合した構成を有する露
光用マスクを用意し、このマスクを用いてホログラム素
子用の基板を選択的に露光することにより、再生像の色
配列が液晶表示素子15の画素および色の配列に適合し
たホログラム素子14を作製するものである。
Next, a specific method for manufacturing the hologram element 14 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5A to 5C. In this method, a plurality of pixels corresponding to the above-described primary colors for color display are arranged regularly (in this embodiment, in a delta shape), and a configuration suitable for the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element 14 is adopted. A hologram element 14 having a color arrangement of a reproduced image conforming to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element 15 is prepared by preparing an exposure mask having Is made.

【0019】露光用マスクとしては、例えば図4に示し
たような液晶表示素子15自体が用いられる。この方法
は、まず、図5(a)に示したように、液晶表示素子1
5のうちの特定の色、例えば青色の画素15cを透過状
態とすると共に他の色の画素15a,15bを非透過状
態とし、この状態の液晶表示素子15から青色の光を透
過させ、これを物体光Obとし結像光学系18を介して
ホログラム用基板14aに照射する。基板14aには物
体光Obと共に参照光Refを入射させ、これら2光束
の照射によって第1の干渉縞を形成する。次いで、他の
色の画素についても同様にその色に対応する干渉縞を順
次形成する。すなわち、図5(b)に示したように、液
晶表示素子15のうちの赤色の画素15aを透過状態と
すると共に他の色の画素15b,15cを非透過状態と
し、この状態の液晶表示素子15から赤色の光を透過さ
せ、これを物体光Obとして、参照光Refと共にホロ
グラム用基板14aに対して照射させることにより第2
の干渉縞を形成する。その後、図5(c)に示したよう
に、液晶表示素子15のうちの青色の画素15cを透過
状態とすると共に他の色の画素15a,15bを非透過
状態とし、この状態の液晶表示素子15から青色の光を
透過させ、これを物体光Obとして、参照光Refと共
にホログラム用基板14aに対して照射させることによ
り第3の干渉縞を形成する。以上により3原色それぞれ
についての干渉縞を有するホログラム素子15が形成さ
れる。なお、各工程に用いる参照光Refとしては液晶
表示素子15の透過光と同じものでもよく、また、図4
に示したように赤,緑,青の光を含む白色光を用いても
よい。
As the exposure mask, for example, the liquid crystal display element 15 itself shown in FIG. 4 is used. In this method, first, as shown in FIG.
5, the pixel 15c of a specific color, for example, a blue pixel 15c is in a transmissive state, and the pixels 15a and 15b of other colors are in a non-transmissive state, and blue light is transmitted from the liquid crystal display element 15 in this state. The hologram substrate 14a is irradiated with the object light Ob via the imaging optical system 18 as the object light Ob. The reference light Ref is incident on the substrate 14a together with the object light Ob, and a first interference fringe is formed by irradiation of these two light beams. Next, interference fringes corresponding to the colors of pixels of other colors are similarly formed. In other words, as shown in FIG. 5B, the red pixel 15a of the liquid crystal display element 15 is made to be in a transmissive state, and the pixels 15b and 15c of other colors are made to be in a non-transmissive state. 15 through which red light is transmitted and illuminated as object light Ob on the hologram substrate 14a together with the reference light Ref to produce a second light.
Is formed. Thereafter, as shown in FIG. 5 (c), the blue pixel 15c of the liquid crystal display element 15 is set to a transmissive state, and the pixels 15a and 15b of the other colors are set to a non-transmissive state. A third interference fringe is formed by transmitting blue light from the substrate 15 and irradiating the blue light as object light Ob together with the reference light Ref to the hologram substrate 14a. Thus, the hologram element 15 having the interference fringes for each of the three primary colors is formed. Incidentally, the reference light Ref used in each step may be the same as the transmitted light of the liquid crystal display element 15, and FIG.
As described above, white light including red, green, and blue light may be used.

【0020】上記実施の形態においては、露光用マスク
として液晶表示素子15自体を用いるようにしたが、マ
スクとしては液晶表示素子15と同じ画素および色の配
列を有するものであればよく、例えば図6に示したよう
にカラーフィルタを用いるようにしてもよい。すなわ
ち、液晶表示素子15と同じ画素および色の配列を有す
るカラーフィルタ19を用意し、このカラーフィルタ1
9を透過した光を物体光Obとして結像光学系18を介
してホログラム用基板14aに照射する。基板14aに
は物体光Obと共に参照光Refを入射させ、これら2
光束の照射によって各色に対応する干渉縞をそれぞれ形
成するものである。この方法においても参照光Refと
しては、液晶表示素子15を用いる場合と同様に、カラ
ーフィルタ19の透過光と同じでもよく、赤,緑,青の
光を含む白色光を用いてもよい。
In the above embodiment, the liquid crystal display element 15 itself is used as the exposure mask. However, any mask having the same arrangement of pixels and colors as the liquid crystal display element 15 may be used. As shown in FIG. 6, a color filter may be used. That is, a color filter 19 having the same arrangement of pixels and colors as the liquid crystal display element 15 is prepared.
The hologram substrate 14a is irradiated with the light transmitted through 9 as object light Ob via the imaging optical system 18. The reference light Ref is incident on the substrate 14a together with the object light Ob,
An interference fringe corresponding to each color is formed by irradiation of a light beam. Also in this method, the reference light Ref may be the same as the transmitted light of the color filter 19, or may be white light including red, green, and blue light, as in the case of using the liquid crystal display element 15.

【0021】このような方法により作製されたホログラ
ム素子14を用いた本実施の形態の投写型液晶表示装置
10においては、白色光源11から放射され、また反射
鏡12により反射された白色光は集光レンズ13により
集光され平行光となった後にホログラム素子14に入射
される。ホログラム素子14に入射した白色光の赤,
緑,青の3原色成分はそれぞれ液晶表示素子15の画素
配列に適合した角度で分離された後、液晶表示素子15
側に透過し、液晶表示素子15の対応する各画素15a
〜15cに入射される。すなわち、ホログラム素子14
の再生像(実像)が液晶表示素子15上に結像される。
液晶表示素子15に入射した3原色の光は各色毎に空間
的な変調を受けた後、投影レンズ16へ導かれる。投影
レンズ16に入射した変調光はここで合成されてスクリ
ーン17上に拡大して結像される。以上によってカラー
画像の表示が行われる。
In the projection type liquid crystal display device 10 of this embodiment using the hologram element 14 manufactured by such a method, the white light emitted from the white light source 11 and reflected by the reflecting mirror 12 is collected. After being converged by the optical lens 13 to become parallel light, it is incident on the hologram element 14. Red of white light incident on the hologram element 14,
The three primary color components of green and blue are separated at an angle suitable for the pixel arrangement of the liquid crystal display element 15, respectively.
And the corresponding pixels 15a of the liquid crystal display element 15
~ 15c. That is, the hologram element 14
(Real image) is formed on the liquid crystal display element 15.
The light of the three primary colors incident on the liquid crystal display element 15 is spatially modulated for each color, and then guided to the projection lens 16. The modulated light that has entered the projection lens 16 is synthesized here, and is enlarged and formed on a screen 17. Thus, a color image is displayed.

【0022】本実施の形態による投写型液晶表示装置1
0では、色分離・結像手段として、カラーフィルタや、
ダイクロイックミラー・マイクロレンズを用いることな
く、安価なホログラム素子14を用いるようにしたの
で、カラーフィルタを用いた場合のように入射光が吸
収,反射により遮断されるようなことがなく、入射光を
効率良く利用することができる。また、セット(光学
系)の構成に制約を加えることなく、液晶表示素子の画
素配列(本実施の形態ではデルタ配列)に適合した色分
離を実現でき、色再現性の良好な明るいカラー画像表示
を行うことができるという効果がある。更に、ホログラ
ム素子14により液晶表示素子15上に再生像(実像)
を効率良く結像させることができるので、高価なマイク
ロレンズが不要であり、安価な投写型液晶表示装置10
を実現することができるという効果もある。
The projection type liquid crystal display device 1 according to the present embodiment.
In the case of 0, a color filter,
Since an inexpensive hologram element 14 is used without using a dichroic mirror / microlens, incident light is not blocked by absorption and reflection as in the case of using a color filter. It can be used efficiently. Further, color separation suitable for the pixel arrangement of the liquid crystal display element (delta arrangement in the present embodiment) can be realized without restricting the configuration of the set (optical system), and a bright color image display with good color reproducibility can be realized. There is an effect that can be performed. Further, a reproduced image (real image) is formed on the liquid crystal display element 15 by the hologram element 14.
Can efficiently form an image, so that an expensive microlens is not required, and an inexpensive projection type liquid crystal display device 10 can be formed.
There is also an effect that can be realized.

【0023】また、上記ホログラム素子の作製方法によ
れば、液晶表示素子15の画素および色の配列に適合し
た露光用マスク(液晶表示素子15自体またはカラーフ
ィルタ19)を用いてホログラム素子14を作製するよ
うにしたので、再生像の色配列が液晶表示素子15の画
素および色の配列に適合した構成のホログラム素子14
を容易に実現できる。また、ホログラム作成時の透過光
(物体光Ob)の波長を白色光源11(図1)のスペク
トルに合わせれば、発光エネルギーを効率良く利用する
ことができるという効果もある。
According to the method of manufacturing the hologram element, the hologram element 14 is manufactured using an exposure mask (the liquid crystal display element 15 itself or the color filter 19) adapted to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element 15. The hologram element 14 has a configuration in which the color arrangement of the reproduced image matches the arrangement of the pixels and colors of the liquid crystal display element 15.
Can be easily realized. In addition, if the wavelength of the transmitted light (object light Ob) at the time of creating the hologram is matched with the spectrum of the white light source 11 (FIG. 1), there is an effect that the emission energy can be used efficiently.

【0024】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく
種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において
は、液晶表示素子15としてデルタ(トライアングル)
状の画素配列のものについて説明したが、その他の画素
配列(例えばストライプ状)のものでもよく、これら画
素および色の配列に応じてホログラム素子14の干渉縞
を形成すればよい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified. For example, in the above embodiment, a delta (triangle) is used as the liquid crystal display element 15.
Although a pixel array having a pixel shape has been described, another pixel array (for example, a stripe shape) may be used, and interference fringes of the hologram element 14 may be formed according to the pixel and color array.

【0025】また、上記実施の形態においてはホログラ
ム面を境界として光源と反対側に回折光が出る透過型の
ホログラム素子を適用した例について説明したが、光源
と同じ側に回折光が出る反射型のホログラム素子を用い
ることもできる。なお、この反射型のホログラム素子を
作製する際の参照光は、透過型のホログラム素子を作製
するときの参照光と共役の方向から入射させるようにす
ればよい。
In the above embodiment, an example is described in which a transmission type hologram element in which diffracted light is emitted to the opposite side to the light source with the hologram surface as a boundary is applied. Hologram element can also be used. The reference light for producing the reflective hologram element may be incident from a direction conjugate with the reference light for producing the transmission hologram element.

【0026】更に、上記実施の形態においては、ホログ
ラム素子14の干渉縞を2光束干渉によって光学的に形
成するようにしたが、液晶表示素子の画素および色の配
列に適合した干渉縞を計算機によって求めることもでき
る。この計算機ホログラムでは計算時に上記実施の形態
で説明した条件を追加することにより上記実施の形態と
同様のホログラム素子を作製することができる。
Further, in the above embodiment, the interference fringes of the hologram element 14 are formed optically by two-beam interference. However, interference fringes suitable for the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element are calculated by a computer. You can also ask. In this computer generated hologram, a hologram element similar to that of the above embodiment can be manufactured by adding the conditions described in the above embodiment at the time of calculation.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投写型
液晶表示装置によれば、色分離・結像手段として、液晶
表示素子の画素および色の配列に応じた干渉縞が形成さ
れたホログラム素子を用い、このホログラム素子により
入射光を原色毎に分離し、各色光をそれぞれ液晶表示素
子の対応する画素に入射させるようにしたので、入射光
を効率良く利用することができると共に安価な投写型液
晶表示装置を実現することができる。また、セット(光
学系)の構成に制約を加えることなく、液晶表示素子の
画素および色の配列に適合した色分離・結像を行うこと
ができ、色再現性の良好な明るいカラーの画像表示を行
うことができるという効果がある。
As described above, according to the projection type liquid crystal display device of the present invention, a hologram in which interference fringes according to the arrangement of pixels and colors of a liquid crystal display element are formed as color separation / imaging means. The hologram element is used to separate the incident light for each primary color, and each color light is made to enter the corresponding pixel of the liquid crystal display element, so that the incident light can be used efficiently and the projection is inexpensive. Type liquid crystal display device can be realized. In addition, it is possible to perform color separation and imaging suitable for the arrangement of pixels and colors of a liquid crystal display element without restricting the configuration of a set (optical system), and to display a bright color image with good color reproducibility. There is an effect that can be performed.

【0028】また、本発明による投写型液晶表示装置用
のホログラム素子の作製方法によれば、液晶表示素子の
画素および色の配列に対応した構成を有する露光用マス
ク(液晶表示素子自体またはカラーフィルタ等)を用い
てホログラム素子を作製するようにしたので、再生像
(実像)の色配列が液晶表示素子の画素および色の配列
に適合し、色分離および結像機能を有するホログラム素
子を容易に作製することができる。また、ホログラム作
成時の透過光(物体光)の波長をセットの光源のスペク
トルに合わせれば、発光エネルギーを効率良く利用する
ことができるという効果もある。
According to the method of manufacturing a hologram element for a projection type liquid crystal display device according to the present invention, an exposure mask (liquid crystal display element itself or color filter) having a configuration corresponding to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element is provided. Etc.), the color arrangement of the reproduced image (real image) is adapted to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element, and a hologram element having color separation and imaging functions can be easily manufactured. Can be made. Further, if the wavelength of the transmitted light (object light) at the time of hologram creation is matched with the spectrum of the light source of the set, there is an effect that the emission energy can be used efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る投写型液晶表示装
置全体の概略構成を表す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an entire projection type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した表示装置に用いるホログラム素子
の機能を説明するための構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining functions of a hologram element used in the display device shown in FIG.

【図3】図1に示した表示装置に用いる液晶表示素子の
画素配列の一例を表す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pixel array of a liquid crystal display element used in the display device illustrated in FIG.

【図4】本発明の一実施の形態に係るホログラム素子の
作製過程を説明するための構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining a manufacturing process of the hologram element according to one embodiment of the present invention.

【図5】図4で説明するホログラム素子作製過程におけ
る液晶表示素子の工程毎の光透過状態を説明するための
図である。
FIG. 5 is a view for explaining a light transmitting state of each step of the liquid crystal display element in a hologram element manufacturing process described in FIG.

【図6】本発明の他の実施の形態に係るホログラム素子
の作製過程を説明するための構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram for explaining a manufacturing process of a hologram element according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…白色光源、12…反射鏡、13…集光レンズ、1
4…ホログラム素子 15…液晶表示素子(LCD)、16…投影レンズ、1
7…スクリーン
11: white light source, 12: reflecting mirror, 13: condenser lens, 1
4 Hologram element 15 Liquid crystal display (LCD), 16 Projection lens, 1
7 ... Screen

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 9/31 H04N 9/31 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H04N 9/31 H04N 9/31 C

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 白色光を放射する光源と、 カラー表示用の原色に対応する複数の画素を規則的に配
列して構成された液晶表示素子と、 この液晶表示素子の画素および色の配列に適合した干渉
縞を有するホログラム素子により構成され、前記光源か
ら放射された白色光を前記液晶表示素子の画素および色
の配列に適合するように複数の原色光に分離させてその
再生像を前記液晶表示素子に結像させる色分離・結像手
段とを備えたことを特徴とする投写型液晶表示装置。
1. A light source that emits white light, a liquid crystal display element in which a plurality of pixels corresponding to primary colors for color display are regularly arranged, and an arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element. A hologram element having a suitable interference fringe, the white light emitted from the light source is separated into a plurality of primary color lights so as to conform to the arrangement of pixels and colors of the liquid crystal display element, and the reproduced image is divided into the liquid crystal. A projection type liquid crystal display device comprising a color separation / imaging means for forming an image on a display element.
【請求項2】 投写型液晶表示装置の色分離・結像手段
として用いるホログラム素子の製造方法であって、 カラー表示用の原色に対応する複数の画素を規則的に配
列して構成される液晶表示素子の画素および色の配列に
適合した構成を有する露光用マスクを用いてホログラム
素子用の基板を選択的に露光し、再生像の色配列が前記
液晶表示素子の画素および色の配列に適合したホログラ
ム素子を作製することを特徴とする投写型液晶表示装置
に用いるホログラム素子の作製方法。
2. A method of manufacturing a hologram element used as a color separation / imaging means of a projection type liquid crystal display device, comprising a plurality of pixels regularly arranged corresponding to primary colors for color display. The substrate for the hologram element is selectively exposed using an exposure mask having a configuration adapted to the pixel and color arrangement of the display element, and the color arrangement of the reproduced image conforms to the pixel and color arrangement of the liquid crystal display element. A method for producing a hologram element for use in a projection-type liquid crystal display device, characterized in that a hologram element is produced.
【請求項3】 前記露光用マスクとして投写型液晶表示
装置用の液晶表示素子を用い、前記液晶表示素子のうち
の特定の色の画素を透過状態とすると共に他の色を非透
過状態とし、この状態の液晶表示素子から特定の色の光
を透過させ、これを物体光として、参照光と共にホログ
ラム素子用の基板に照射させることにより干渉縞を形成
し、次いで他の色の画素についても同様にその色に対応
する干渉縞を順次形成することを特徴とする請求項2記
載の投写型液晶表示装置に用いるホログラム素子の作製
方法。
3. A liquid crystal display element for a projection type liquid crystal display device is used as the exposure mask, and a pixel of a specific color in the liquid crystal display element is set to a transmissive state and other colors are set to a non-transmissive state. A light of a specific color is transmitted from the liquid crystal display element in this state, and this is used as object light to irradiate a substrate for a hologram element together with reference light to form interference fringes. Then, the same applies to pixels of other colors. 3. The method according to claim 2, wherein interference fringes corresponding to the colors are sequentially formed.
【請求項4】 前記露光用マスクとして投写型液晶表示
装置用の液晶表示素子と同じ画素および色の配列を有す
るカラーフィルタを用い、このカラーフィルタを透過し
た光を物体光として、参照光と共にホログラム素子用の
基板に照射させることにより各色に対応する干渉縞をそ
れぞれ形成することを特徴とする請求項2記載の投写型
液晶表示装置に用いるホログラム素子の作製方法。
4. A color filter having the same pixel and color array as a liquid crystal display element for a projection type liquid crystal display device is used as the exposure mask, and light transmitted through the color filter is used as object light and a hologram together with reference light. 3. The method of manufacturing a hologram element used in a projection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein an interference fringe corresponding to each color is formed by irradiating the element substrate with light.
JP8238455A 1996-08-21 1996-08-21 Projection liquid crystal display and manufacture of hologram element Pending JPH1062784A (en)

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US08/912,667 US6256123B1 (en) 1996-08-21 1997-08-18 Projection liquid crystal display apparatus, process for producing holographic optical element for use in the display apparatus and holographic optical element produced by the method
KR1019970039980A KR19980018867A (en) 1996-08-21 1997-08-21 PROJECTION LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS, PROCESS FOR PRODUCING HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENT FOR USE IN THE DISPLAY APPARATUS AND HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENT PRODUCED BY THE METHOD
EP97401962A EP0825462A1 (en) 1996-08-21 1997-08-21 Holographic optical element process for its production and projection liquid crystal display apparatus using the element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002055627A (en) * 2000-08-08 2002-02-20 Dainippon Printing Co Ltd Display device
JP2011098519A (en) * 2009-11-06 2011-05-19 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing image forming body, image forming body, method for manufacturing individual authentication medium, and individual authentication medium

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002055627A (en) * 2000-08-08 2002-02-20 Dainippon Printing Co Ltd Display device
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