JP2995977B2 - 表示素子及び表示素子を備えたプロジェクター - Google Patents
表示素子及び表示素子を備えたプロジェクターInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子及び液晶表
示素子を備えた液晶プロジェクターに関する。
示素子を備えた液晶プロジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、液晶の電気光学効果を
利用して透過光量を制御し、画像情報等の伝達をおこな
う素子である。小型軽量化及び駆動時の低消費電力化が
可能なことから、薄型表示素子としての実用化が急速に
進んでいる。また、液晶表示素子と照明用の高輝度光源
を用いて大画面投影が可能な液晶プロジェクターの実用
化が進められている。
利用して透過光量を制御し、画像情報等の伝達をおこな
う素子である。小型軽量化及び駆動時の低消費電力化が
可能なことから、薄型表示素子としての実用化が急速に
進んでいる。また、液晶表示素子と照明用の高輝度光源
を用いて大画面投影が可能な液晶プロジェクターの実用
化が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示素子の表示画
像品位を向上させるためには、素子の高精細化が必要不
可欠である。しかし、他方で素子の高精細化は表示画像
の明るさ及びコントラストの低下を招く。一般に液晶表
示素子の構造は光が透過する透明画素開口部と、遮光性
の液晶駆動部及び配線部等（一般に遮光性の膜により強
い入射光から保護されており、以下ではその遮光性の膜
をＢＳ膜と呼ぶ）から成り、しかもそれらは平面的に構
成されている。また、液晶駆動部及び配線部は機能及び
作製プロセス上、常にある有限の大きさを有しているた
め、液晶表示素子の画素密度を上げれば上げるほど、開
口率（光が透過する透明画素開口部の画素に対する面積
比）は減少し、液晶表示素子における光利用効率が低下
し、表示画像は暗くなる。従って、液晶表示素子の高精
細化に際しては、光利用効率を落とさずに、いかに画素
密度を向上させるかが重要なポイントとなる。
像品位を向上させるためには、素子の高精細化が必要不
可欠である。しかし、他方で素子の高精細化は表示画像
の明るさ及びコントラストの低下を招く。一般に液晶表
示素子の構造は光が透過する透明画素開口部と、遮光性
の液晶駆動部及び配線部等（一般に遮光性の膜により強
い入射光から保護されており、以下ではその遮光性の膜
をＢＳ膜と呼ぶ）から成り、しかもそれらは平面的に構
成されている。また、液晶駆動部及び配線部は機能及び
作製プロセス上、常にある有限の大きさを有しているた
め、液晶表示素子の画素密度を上げれば上げるほど、開
口率（光が透過する透明画素開口部の画素に対する面積
比）は減少し、液晶表示素子における光利用効率が低下
し、表示画像は暗くなる。従って、液晶表示素子の高精
細化に際しては、光利用効率を落とさずに、いかに画素
密度を向上させるかが重要なポイントとなる。
【０００４】そこで、本発明は以上のような問題点を解
決するもので、その目的とするところは、照明用光源か
らの入射光を表示に有効に利用し得る、つまり、光利用
効率の高い新規な構造の液晶表示素子を提供することに
あり、また、該液晶表示素子を用いることにより明るい
表示画像が得られる液晶プロジェクターを提供すること
にある。
決するもので、その目的とするところは、照明用光源か
らの入射光を表示に有効に利用し得る、つまり、光利用
効率の高い新規な構造の液晶表示素子を提供することに
あり、また、該液晶表示素子を用いることにより明るい
表示画像が得られる液晶プロジェクターを提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の表示素子は、一対の基板間に電気光学材料
が挟持されてなり、遮光手段によって遮光されている遮
光領域と、前記遮光手段によって遮光されていない開口
領域とを有する表示素子であって、前記遮光領域に対応
する位置に回折格子が形成され、前記回折格子は前記遮
光手段よりも光入射側に配置されてなることを特徴とす
る。
に、本発明の表示素子は、一対の基板間に電気光学材料
が挟持されてなり、遮光手段によって遮光されている遮
光領域と、前記遮光手段によって遮光されていない開口
領域とを有する表示素子であって、前記遮光領域に対応
する位置に回折格子が形成され、前記回折格子は前記遮
光手段よりも光入射側に配置されてなることを特徴とす
る。
【０００６】また、本発明のプロジェクターは、光源
と、前記光源から出射された光を画像情報に基づき制御
する表示素子と、前記表示素子から出射された光を拡大
投影する投射レンズとを備えたプロジェクターであっ
て、前記表示素子は、一対の基板間に電気光学材料が挟
持されてなり、遮光手段によって遮光されている遮光領
域と、前記遮光手段によって遮光されていない開口領域
とを有し、前記遮光領域に対応する位置に回折格子が形
成され、前記回折格子は前記遮光手段よりも光入射側に
配置されてなることを特徴とする。
と、前記光源から出射された光を画像情報に基づき制御
する表示素子と、前記表示素子から出射された光を拡大
投影する投射レンズとを備えたプロジェクターであっ
て、前記表示素子は、一対の基板間に電気光学材料が挟
持されてなり、遮光手段によって遮光されている遮光領
域と、前記遮光手段によって遮光されていない開口領域
とを有し、前記遮光領域に対応する位置に回折格子が形
成され、前記回折格子は前記遮光手段よりも光入射側に
配置されてなることを特徴とする。
【０００７】使用できる回折格子としては、光が透過す
る領域内で周期的に透過率分布を形成した振幅変調型、
同様に屈折率分布を形成した屈折率変調型、同様に位相
分布を形成した形態変調型等が使用できるが、回折効率
の高さと製作の容易さから形態変調型が最も使い易い。
尚、形態変調型においても表面形状により、矩形型（後
述する実施例１で作成）、ブレーズ型、半円型、サイン
型等種々存在する。
る領域内で周期的に透過率分布を形成した振幅変調型、
同様に屈折率分布を形成した屈折率変調型、同様に位相
分布を形成した形態変調型等が使用できるが、回折効率
の高さと製作の容易さから形態変調型が最も使い易い。
尚、形態変調型においても表面形状により、矩形型（後
述する実施例１で作成）、ブレーズ型、半円型、サイン
型等種々存在する。
【０００８】
【作用】光の回折現象を利用して、回折格子を通過する
光の向きを変える（便宜的に偏向作用と呼ぶ）ことがで
きる。つまり、図６に示すように、回折格子601に光が
入射した場合、回折格子をそのまま透過する光603（０
次回折光と呼ぶ）の他に、ある角度をもって出射する光
604,605（高次回折光と呼ぶ）が生じ、それら２種の光
の強度割合は、回折格子の特性によって制御することが
可能である。回折次数が高いほど角度変化の度合は大き
くなる。
光の向きを変える（便宜的に偏向作用と呼ぶ）ことがで
きる。つまり、図６に示すように、回折格子601に光が
入射した場合、回折格子をそのまま透過する光603（０
次回折光と呼ぶ）の他に、ある角度をもって出射する光
604,605（高次回折光と呼ぶ）が生じ、それら２種の光
の強度割合は、回折格子の特性によって制御することが
可能である。回折次数が高いほど角度変化の度合は大き
くなる。
【０００９】次に、上記回折現象を応用した本発明の液
晶表示素子の作用を図１により説明する。図１は本発明
の液晶表示素子の概略断面図であり、説明を容易なもの
とするために、紙面手前から奥方向へストライプ状の溝
が刻まれた回折格子を想定する。回折格子102は透明基
板上103に形成されており、液晶表示素子101の前面（光
の入射側）に配置されている。また、回折格子は透明基
板の全面に形成されているのではなく、液晶表示素子の
ＢＳ膜105と対応する位置にのみ形成され、ＢＳ膜が存
在しない画素開口部109の延長上には形成されていな
い。
晶表示素子の作用を図１により説明する。図１は本発明
の液晶表示素子の概略断面図であり、説明を容易なもの
とするために、紙面手前から奥方向へストライプ状の溝
が刻まれた回折格子を想定する。回折格子102は透明基
板上103に形成されており、液晶表示素子101の前面（光
の入射側）に配置されている。また、回折格子は透明基
板の全面に形成されているのではなく、液晶表示素子の
ＢＳ膜105と対応する位置にのみ形成され、ＢＳ膜が存
在しない画素開口部109の延長上には形成されていな
い。
【００１０】回折格子を透過した光の一部（０次回折
光、111）はそのまま直進しＢＳ膜で遮られるが、他の
光（回折光、112）は回折格子の持つ偏向作用によりそ
の光路を曲げられ、画素開口部を通過する（回折格子の
構造パラメータを最適化することにより、０次回折光の
強度をほとんど０とすることも可能である）。他方、回
折格子が形成されていない領域を透過した光113は、従
来通り画素開口部を通過する。
光、111）はそのまま直進しＢＳ膜で遮られるが、他の
光（回折光、112）は回折格子の持つ偏向作用によりそ
の光路を曲げられ、画素開口部を通過する（回折格子の
構造パラメータを最適化することにより、０次回折光の
強度をほとんど０とすることも可能である）。他方、回
折格子が形成されていない領域を透過した光113は、従
来通り画素開口部を通過する。
【００１１】ＢＳ膜が存在しない画素開口部109の延長
上に回折格子を形成しない理由は、本来画素開口部に入
射する光の光路を変えないためであるが、また、この様
な構成をとることにより、回折格子の設計時に対して入
射光の特性（例えば、入射角度や波長）が変化しても、
回折格子を形成していない場合に比べて、（回折格子が
形成されているということで）光利用効率が逆に低下す
るという障害が何等発生しないという優れた特徴を発揮
する。
上に回折格子を形成しない理由は、本来画素開口部に入
射する光の光路を変えないためであるが、また、この様
な構成をとることにより、回折格子の設計時に対して入
射光の特性（例えば、入射角度や波長）が変化しても、
回折格子を形成していない場合に比べて、（回折格子が
形成されているということで）光利用効率が逆に低下す
るという障害が何等発生しないという優れた特徴を発揮
する。
【００１２】以上のようにＢＳ膜の手前（光が入射する
側）に適当な回折格子を形成することにより、従来遮光
性のＢＳ膜で遮られていた光を回折格子による偏向作用
により画素開口部へと導くことが可能となり、液晶表示
素子における光利用効率が向上し、結果として明るい表
示画像を得ることが可能となる。
側）に適当な回折格子を形成することにより、従来遮光
性のＢＳ膜で遮られていた光を回折格子による偏向作用
により画素開口部へと導くことが可能となり、液晶表示
素子における光利用効率が向上し、結果として明るい表
示画像を得ることが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【００１４】（実施例１）先ず、本実施例で用いた、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）を能動スイッチング素子とし
て用いた液晶表示素子の平面概略構成を図４に示す。１
６０μｍ×１６０μｍの大きさの画素エリアを有する多
数の画素401がマトリックス状に配列しており、各々の
画素の中央部には９０μｍ×９０μｍの大きさの光が透
過する画素開口部402が、また、画素開口部の周辺には
遮光性のＢＳ膜403が形成されている。また、液晶表示
素子の断面は（図１を参照）、能動スイッチング素子10
7が形成されている第１の透明基板108と、共通電極及び
ＢＳ膜105が形成されている第２の透明基板104（厚みは
約１．１mm）により、液晶層106が挟持された構造とな
っている。
膜トランジスタ（ＴＦＴ）を能動スイッチング素子とし
て用いた液晶表示素子の平面概略構成を図４に示す。１
６０μｍ×１６０μｍの大きさの画素エリアを有する多
数の画素401がマトリックス状に配列しており、各々の
画素の中央部には９０μｍ×９０μｍの大きさの光が透
過する画素開口部402が、また、画素開口部の周辺には
遮光性のＢＳ膜403が形成されている。また、液晶表示
素子の断面は（図１を参照）、能動スイッチング素子10
7が形成されている第１の透明基板108と、共通電極及び
ＢＳ膜105が形成されている第２の透明基板104（厚みは
約１．１mm）により、液晶層106が挟持された構造とな
っている。
【００１５】一方、回折格子は、図５に示すような矩形
状の断面構造（矩形のピッチ＝４．８μｍ、矩形の幅＝
２．４μｍ、矩形の高さ＝０．５μｍ、矩形部分の屈折
率＝１．５４）を有する凹凸パターン502がストライプ
状に多数形成された形態変調型の回折格子501であり、
写真製版技術を応用して透明基板503上に形成されてい
る。この回折格子に入射した光（強度を１とする）は、
回折現象により、強度がほとんどゼロの０次回折光（直
進する光）と、強度が約０．８の±１次回折光、及び、
強度が約０．２の２次以上の高次回折光となって出射さ
れる。
状の断面構造（矩形のピッチ＝４．８μｍ、矩形の幅＝
２．４μｍ、矩形の高さ＝０．５μｍ、矩形部分の屈折
率＝１．５４）を有する凹凸パターン502がストライプ
状に多数形成された形態変調型の回折格子501であり、
写真製版技術を応用して透明基板503上に形成されてい
る。この回折格子に入射した光（強度を１とする）は、
回折現象により、強度がほとんどゼロの０次回折光（直
進する光）と、強度が約０．８の±１次回折光、及び、
強度が約０．２の２次以上の高次回折光となって出射さ
れる。
【００１６】次に、回折格子の平面的な配置状態を図３
に示す。配列の方向により、２種類の（凹凸パターンの
配列方向が異なる。凹凸パターンが並ぶ方向と垂直な方
向を、便宜的にストライプ方向と呼ぶこととする。）回
折格子が配置されている。つまり、ｘ軸と平行な方向に
ストライプ方向を有する回折格子Ｘ301と、ｙ軸と平行
な方向にストライプ方向を有する回折格子Ｙ302が形成
されている。
に示す。配列の方向により、２種類の（凹凸パターンの
配列方向が異なる。凹凸パターンが並ぶ方向と垂直な方
向を、便宜的にストライプ方向と呼ぶこととする。）回
折格子が配置されている。つまり、ｘ軸と平行な方向に
ストライプ方向を有する回折格子Ｘ301と、ｙ軸と平行
な方向にストライプ方向を有する回折格子Ｙ302が形成
されている。
【００１７】この予め透明基板上に形成されている回折
格子を液晶表示素子の光の入射側に、先に図１に示した
ように、液晶表示素子の第２の透明基板104と密着する
ように一体化した。勿論、回折格子の特性（偏向特性）
によっては必ずしも第２の透明基板と密着させる必要は
ないし、また、回折格子を第２の透明基板上に直接形成
してもよい。
格子を液晶表示素子の光の入射側に、先に図１に示した
ように、液晶表示素子の第２の透明基板104と密着する
ように一体化した。勿論、回折格子の特性（偏向特性）
によっては必ずしも第２の透明基板と密着させる必要は
ないし、また、回折格子を第２の透明基板上に直接形成
してもよい。
【００１８】以上の構成により、回折格子Ｘ301による
回折光（±の２方向がある）は回折格子Ｘの正面の上下
方向位置にある２つの画素開口部Ｇ２２304、画素開口
部Ｇ２１305に導かれ、同様に、回折格子Ｙ302による回
折光（±の２方向がある）は回折格子Ｙの正面の左右方
向位置にある２つの画素開口部Ｇ１１306、画素開口部
Ｇ２１305に導かれる。一方、回折格子が存在しない領
域309に入射した光は、なんら光路を曲げられることな
く画素開口部を通過する。
回折光（±の２方向がある）は回折格子Ｘの正面の上下
方向位置にある２つの画素開口部Ｇ２２304、画素開口
部Ｇ２１305に導かれ、同様に、回折格子Ｙ302による回
折光（±の２方向がある）は回折格子Ｙの正面の左右方
向位置にある２つの画素開口部Ｇ１１306、画素開口部
Ｇ２１305に導かれる。一方、回折格子が存在しない領
域309に入射した光は、なんら光路を曲げられることな
く画素開口部を通過する。
【００１９】従って、従来遮光性のＢＳ膜で遮られて利
用できなかった光を回折格子による偏向作用により画素
開口部へと導くことが可能となり、液晶表示素子におけ
る光利用効率が向上し、結果として、従来の回折格子を
用いていない液晶表示素子に対して、約２．２倍明るい
表示画像を得ることが可能となった。
用できなかった光を回折格子による偏向作用により画素
開口部へと導くことが可能となり、液晶表示素子におけ
る光利用効率が向上し、結果として、従来の回折格子を
用いていない液晶表示素子に対して、約２．２倍明るい
表示画像を得ることが可能となった。
【００２０】本実施例では、回折格子の形状を断面形状
が凹凸形状であるストライプ状のものとしたが、その理
由は、「＋方向」の回折光と「−方向」の回折光の強度
を等しくし、対応する２箇所の画素開口部へ均等に導く
ためである。しかし、その必要がなければ（例えば、特
定の画素開口部にのみ回折光を導く）、ストライプ状の
構造に限定されることはない（例えば、島状のパターン
を有する回折格子）。また、ＢＳ膜に対応する部分を全
て覆うように、２種類の回折格子が隙間なく形成されて
おり、そのため、一つの回折格子領域の形状が６角形状
になっているが、この様にした理由は、回折格子に対し
て斜め方向から大きな角度をもって入射して来る光に対
しても、ある程度対応できるようにするためである。し
かし、回折格子領域の形状を矩形状にしても、十分な明
るさ向上率を達成できる。
が凹凸形状であるストライプ状のものとしたが、その理
由は、「＋方向」の回折光と「−方向」の回折光の強度
を等しくし、対応する２箇所の画素開口部へ均等に導く
ためである。しかし、その必要がなければ（例えば、特
定の画素開口部にのみ回折光を導く）、ストライプ状の
構造に限定されることはない（例えば、島状のパターン
を有する回折格子）。また、ＢＳ膜に対応する部分を全
て覆うように、２種類の回折格子が隙間なく形成されて
おり、そのため、一つの回折格子領域の形状が６角形状
になっているが、この様にした理由は、回折格子に対し
て斜め方向から大きな角度をもって入射して来る光に対
しても、ある程度対応できるようにするためである。し
かし、回折格子領域の形状を矩形状にしても、十分な明
るさ向上率を達成できる。
【００２１】更に、画素開口部の形状、画素開口部間の
距離（ＢＳ膜が存在する領域の幅）、入射する光の角度
分布、更に、回折格子を形成する位置などに応じて、回
折格子の特性を変化させることは可能であり、そうする
ことがより理想的であることは明白である。
距離（ＢＳ膜が存在する領域の幅）、入射する光の角度
分布、更に、回折格子を形成する位置などに応じて、回
折格子の特性を変化させることは可能であり、そうする
ことがより理想的であることは明白である。
【００２２】（実施例２）実施例１で示したものと同様
な形態変調型回折格子を備えた３種（Ｂ（青），Ｇ
（緑），Ｒ（赤）用）の液晶表示素子を作成した。但
し、それぞれの液晶表示素子に形成されている回折格子
は３種の波長（λB＝０．４６μｍ、λG＝０．５４μ
ｍ、λR＝０．６２μｍ）に応じて、回折格子のピッチ
及び矩形形状の高さを最適化してある。具体的には、Ｂ
用液晶表示素子に形成した回折格子のピッチはＰB＝
４．１μｍ、矩形形状の高さはＨB＝０．４３μｍと
し、以下同様に、Ｇ用液晶表示素子ではＰG＝４．８μ
ｍ、ＨG＝０．５０μｍ、Ｒ用液晶表示素子ではＰR＝
５．５μｍ、ＨR＝０．５７μｍとした。
な形態変調型回折格子を備えた３種（Ｂ（青），Ｇ
（緑），Ｒ（赤）用）の液晶表示素子を作成した。但
し、それぞれの液晶表示素子に形成されている回折格子
は３種の波長（λB＝０．４６μｍ、λG＝０．５４μ
ｍ、λR＝０．６２μｍ）に応じて、回折格子のピッチ
及び矩形形状の高さを最適化してある。具体的には、Ｂ
用液晶表示素子に形成した回折格子のピッチはＰB＝
４．１μｍ、矩形形状の高さはＨB＝０．４３μｍと
し、以下同様に、Ｇ用液晶表示素子ではＰG＝４．８μ
ｍ、ＨG＝０．５０μｍ、Ｒ用液晶表示素子ではＰR＝
５．５μｍ、ＨR＝０．５７μｍとした。
【００２３】上記３種の液晶表示素子を用いて、図２に
示す光学系を有する投射型の液晶プロジェクターを構成
した。光源201から出た光は光学フィルター202により不
用な光をカットされた後、２枚の色分離ミラー204によ
り３波長帯の光（Ｂ（青），Ｇ（緑），Ｒ（赤））に分
離され、各々の対応する液晶表示素子205、206、207に入
射する。液晶表示素子では映像信号に基づき液晶表示素
子を透過する光量を制御し、光量の強度により映像情報
を表現する。３枚の液晶表示素子を透過した３波長帯の
光は色合成プリズム208により白色映像に合成された
後、投射レンズ209によりスクリーン210に拡大投影され
る。
示す光学系を有する投射型の液晶プロジェクターを構成
した。光源201から出た光は光学フィルター202により不
用な光をカットされた後、２枚の色分離ミラー204によ
り３波長帯の光（Ｂ（青），Ｇ（緑），Ｒ（赤））に分
離され、各々の対応する液晶表示素子205、206、207に入
射する。液晶表示素子では映像信号に基づき液晶表示素
子を透過する光量を制御し、光量の強度により映像情報
を表現する。３枚の液晶表示素子を透過した３波長帯の
光は色合成プリズム208により白色映像に合成された
後、投射レンズ209によりスクリーン210に拡大投影され
る。
【００２４】回折格子を備えた液晶表示素子を用いて液
晶プロジェクターを構成した結果、従来の回折格子を備
えていない液晶表示素子を用た液晶プロジェクターに比
べて、約１．６倍の明るさ向上を達成できた。ここで得
られた明るさ向上率の値は実施例１で得られた値（約
２．２倍）に比べて小さくなっているが、その主因は、
本実施例では出射光の平行性が良くないメタルハライド
ランプを用いたためであり、光源本体及び光源からの出
射光の質を高めることによって、上記の明るさ向上率は
更に高めることが十分可能である。もっとも逆に考えれ
ば、出射光の平行性が悪い光源を用いても、明るさ向上
に対して本発明は十分な効果があると言える。なお、回
折格子は、厳密には、設計波長により使用できる光の波
長が限定されているため、特定の波長域の入射光に対し
てのみ、その効果が有効に発揮される。従って、波長域
の広い白色光（帯域は４００ｎｍ程度）が入射光となる
場合、設計通りの効果は得られないことになる。しか
し、本実施例にその具体例を示した液晶プロジェクター
では、波長域に応じて３枚の液晶表示素子を用いること
から、各液晶表示素子に入射する光の波長域は通常１０
０ｎｍ程度と狭く、液晶プロジェクターにおいての使用
を前提とするならば、波長のずれによる効率の低下はほ
とんど問題とはならない。従って、本発明の液晶表示素
子の特徴を考慮した場合、液晶プロジェクターにおいて
の使用形態は理想的なものと言える。以上、液晶表示素
子に回折格子を形成することにより、液晶表示素子にお
ける光利用効率を向上させ、明るい表示画像が得られる
液晶表示素子を実現できることについて、その詳細を述
べてきたが、本発明は液晶表示素子だけに限定されるも
のではなく、例えばＰＬＺＴを利用した表示素子など、
非発光型の表示素子であれば、同様に応用できることは
明白である。
晶プロジェクターを構成した結果、従来の回折格子を備
えていない液晶表示素子を用た液晶プロジェクターに比
べて、約１．６倍の明るさ向上を達成できた。ここで得
られた明るさ向上率の値は実施例１で得られた値（約
２．２倍）に比べて小さくなっているが、その主因は、
本実施例では出射光の平行性が良くないメタルハライド
ランプを用いたためであり、光源本体及び光源からの出
射光の質を高めることによって、上記の明るさ向上率は
更に高めることが十分可能である。もっとも逆に考えれ
ば、出射光の平行性が悪い光源を用いても、明るさ向上
に対して本発明は十分な効果があると言える。なお、回
折格子は、厳密には、設計波長により使用できる光の波
長が限定されているため、特定の波長域の入射光に対し
てのみ、その効果が有効に発揮される。従って、波長域
の広い白色光（帯域は４００ｎｍ程度）が入射光となる
場合、設計通りの効果は得られないことになる。しか
し、本実施例にその具体例を示した液晶プロジェクター
では、波長域に応じて３枚の液晶表示素子を用いること
から、各液晶表示素子に入射する光の波長域は通常１０
０ｎｍ程度と狭く、液晶プロジェクターにおいての使用
を前提とするならば、波長のずれによる効率の低下はほ
とんど問題とはならない。従って、本発明の液晶表示素
子の特徴を考慮した場合、液晶プロジェクターにおいて
の使用形態は理想的なものと言える。以上、液晶表示素
子に回折格子を形成することにより、液晶表示素子にお
ける光利用効率を向上させ、明るい表示画像が得られる
液晶表示素子を実現できることについて、その詳細を述
べてきたが、本発明は液晶表示素子だけに限定されるも
のではなく、例えばＰＬＺＴを利用した表示素子など、
非発光型の表示素子であれば、同様に応用できることは
明白である。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の表示素子に
よれば、回折格子による偏向作用を利用して、回折格子
を通過する光の光路を曲げ、従来遮光手段によって遮ら
れ、画像表示に寄与できなかった光を、開口領域へと導
くことができ、画像の明るさ向上に効果的に寄与する。
すなわち、本発明により光利用効率が高い表示素子を実
現することができる。
よれば、回折格子による偏向作用を利用して、回折格子
を通過する光の光路を曲げ、従来遮光手段によって遮ら
れ、画像表示に寄与できなかった光を、開口領域へと導
くことができ、画像の明るさ向上に効果的に寄与する。
すなわち、本発明により光利用効率が高い表示素子を実
現することができる。
【００２６】また、本発明のプロジェクターでは、光利
用効率の高い表示素子を備えていることから、明るい画
像表示を得ることが可能となる。
用効率の高い表示素子を備えていることから、明るい画
像表示を得ることが可能となる。
【００２７】
【図１】 作用を説明するための本発明の液晶表示素子
の構成断面図。
の構成断面図。
【図２】 実施例２で用いた、本発明の液晶表示素子を
備えた液晶プロジェクターの概略の光学系を示す図。
備えた液晶プロジェクターの概略の光学系を示す図。
【図３】 実施例１で用いた回折格子の配置状態を示す
図。
図。
【図４】 実施例１で用いた液晶表示素子の画素の配列
状態を示す図。
状態を示す図。
【図５】 実施例１で用いた回折格子の断面構造を示す
図。
図。
【図６】 回折格子の一般的な作用を説明するための
図。
図。
１０１ 液晶表示素子 １０２ 回折格子 １０３ 透明基板 １０４ 第２の透明基板 １０５ ＢＳ膜 １０６ 液晶層 １０７ 能動スイッチング素子 １０８ 第１の透明基板 １０９ 画素開口部 １１０ 入射光 １１１ ０次回折光 １１２ 回折光 １１３ 透過光 ２０１ 光源 ２０２ 光学フィルター ２０３ 反射ミラー ２０４ 色分離ミラー ２０５ 液晶表示素子Ｂ ２０６ 液晶表示素子Ｇ ２０７ 液晶表示素子Ｒ ２０８ 色合成プリズム ２０９ 投射レンズ ２１０ スクリーン ３０１ 回折格子Ｘ ３０２ 回折格子Ｙ ３０３ ストライプ方向 ３０４ 画素開口部Ｇ２２ ３０５ 画素開口部Ｇ２１ ３０６ 画素開口部Ｇ１１ ３０７ 回折格子Ｘによる回折光 ３０８ 回折格子Ｙによる回折光 ３０９ 回折格子のない領域 ４０１ 画素 ４０２ 画素開口部 ４０３ ＢＳ膜 ５０１ 回折格子 ５０２ 凹凸パターン ５０３ 透明基板 ６０１ 回折格子 ６０２ 入射光 ６０３ ０次回折光 ６０４ 高次回折光（＋方向） ６０５ 高次回折光（−方向）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/13 G02F 1/1335
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の基板間に電気光学材料が挟持され
てなり、遮光手段によって遮光されている遮光領域と、
前記遮光手段によって遮光されていない開口領域とを有
する表示素子であって、前記遮光領域に対応する位置に
回折格子が形成され、前記回折格子は前記遮光手段より
も光入射側に配置されてなることを特徴とする表示素
子。 - 【請求項２】 光源と、前記光源から出射された光を画
像情報に基づき制御する表示素子と、前記表示素子から
出射された光を拡大投影する投射レンズとを備えたプロ
ジェクターであって、 前記表示素子は、一対の基板間に電気光学材料が挟持さ
れてなり、遮光手段によって遮光されている遮光領域
と、前記遮光手段によって遮光されていない開口領域と
を有し、前記遮光領域に対応する位置に回折格子が形成
され、前記回折格子は前記遮光手段よりも光入射側に配
置されてなることを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4001436A JP2995977B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 表示素子及び表示素子を備えたプロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4001436A JP2995977B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 表示素子及び表示素子を備えたプロジェクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188342A JPH05188342A (ja) | 1993-07-30 |
| JP2995977B2 true JP2995977B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=11501394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4001436A Expired - Fee Related JP2995977B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 表示素子及び表示素子を備えたプロジェクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2995977B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE37880E1 (en) | 1995-03-01 | 2002-10-15 | Seiko Epson Corporation | Projector |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP4001436A patent/JP2995977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05188342A (ja) | 1993-07-30 |
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