JP3239700B2

JP3239700B2 - カラー表示装置

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Publication number: JP3239700B2
Application number: JP19492295A
Authority: JP
Inventors: 進高橋
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 2001-12-17
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Also published as: JPH0944103A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のようなカラー表示装置に係り、特に、カラーフィルタ
と回折素子アレイを組み合わせることにより光源光の利
用効率を向上させるに好適なカラー表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラーフィルタと液晶パネルを
隣接して組み合わせてカラー表示を行うカラー表示装置
が知られている。このカラー表示装置の場合、照明光と
しては白色光が使用され、白色光はカラーフィルタで多
くの光が吸収されるため光の利用効率は１／３程度と低
下してしまう。そのため、液晶表示装置では照明のため
の光源に大きな出力のものが必要になり消費電力が増加
する問題点があった。また、カラーフィルタで吸収され
る光のエネルギの大部分は熱として放出されるため液晶
パネルの温度が上昇し、装置の変形，劣化の原因となっ
ていた。そのため冷却装置を付設する必要が生じ、装置
コストが大となる問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の問題点を解決す
るものとして、特開平６−２２２３６１号公報に示す技
術が開示されている。この「ホログラムを用いた液晶表
示装置」は図１１に示すように液晶パネルとカラーフィ
ルタとホログラムとを重ね合わせた構造からなり、ホロ
グラムの色分散を利用して光の利用効率を向上させるよ
うにしたものである。白色の照明光は波長依存性のない
ホログラムに入射し赤色成分，緑色成分および青色成分
に分光され、対応して配列されているカラーフィルタの
赤色セル，緑色セルおよび青色セルにそれぞれ入射させ
るように構成される。然し乍ら、この公知技術の場合、
照明光の光軸と回折光の光軸とが一致しないオフアクシ
スの光学系となり、装置の大型化を招く問題点があっ
た。また、照明とホログラムと液晶パネルとのアライメ
ントが複雑になり装置コストが大となる問題点があっ
た。図１２は前記公知技術に示された別の実施例である
が、この場合青色セル，緑色セルおよび赤色セルに入射
する回折光の光軸とカラーフィルタは直交しているがホ
ログラムに入射される照明光の光軸は角度θだけ傾斜し
ている。従って前記と同様の問題点がある。また、前記
した公知技術では、いずれの場合もホログラムによって
回折される±１次回折光のうちの一方のみを整合するよ
うに赤，緑，青の各色セルが３個一組として配列されて
いる。従って他方の１次回折光は有効利用できず照明光
の利用効率を充分に改善することができなかった。

【０００４】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、照明光の光軸とホログラムの光軸を一致させるオン
アクシスの光学系からなり、装置のコンパクト化，小型
化ができると共に光の利用効率を大巾に向上し得るカラ
ー表示装置を提供することを目的とする。また、±１次
回折光の両方を有効利用できるカラー表示装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、入射光を画素毎に変調する表示パネル
と、画素に対応して配設された赤色セル，緑色セルおよ
び青色セルを含むカラーフィルタと、前記赤色セル，緑
色セルおよび青色セルを複数個まとめた組単位に対応す
る回折素子を備えた回折素子アレイとを互いに重ねてカ
ラー画像を表示するカラー表示装置であって、前記回折
素子は、その光軸に沿った入射光に含まれる赤色成分，
緑色成分および青色成分を夫々回折して前記光軸に関し
対称的な空間分布で複数本の赤色成分，緑色成分および
青色成分に分光するものからなり、前記組単位に含まれ
る複数個の赤色セル，緑色セルおよび青色セルは、前記
空間分布に対応して光軸に関し対称に配置されてなるカ
ラー表示装置を構成するものである。例えば、前記回折
素子は、入射光を赤色成分，緑色成分，青色成分，青色
成分，緑色成分および赤色成分の６本の成分に分光し、
これに対応して前記組単位は、６個の赤色セル，緑色セ
ル，青色セル，青色セル，緑色セルおよび赤色セルの順
で配列されている。このように、本発明は回折素子によ
り分光された照明光のスペクトルに対応して組単位の配
列および色セル数を選択し、光軸に対し対称に配列する
ようにしたカラー表示装置を特徴とするものである。ま
た、前記回折素子は、入射光に対する分光作用に加えて
集光作用を有する回折素子からなり、その回折素子の寸
法は対応する組単位の寸法より大きく、複数の回折素子
が部分的に重なり合って前記回折素子アレイを形成する
カラー表示装置を特徴とする。更に具体的に、前記回折
素子アレイの１つの回折素子の寸法２Ｗは、その回折素
子に対応する組単位の各色セルの配列ピッチｐに対し約
８倍乃至２５倍の大きさであることを特徴とする。ま
た、前記回折素子は、入射光に含まれる特定の直線偏光
成分を選択的に分光する偏光ホログラム素子からなるカ
ラー表示装置を特徴とする。更に具体的に、前記偏光ホ
ログラム素子は、互いに部分的に重なり合って配列され
て回折素子アレイを形成し、重なり合った偏光ホログラ
ム素子は、夫々互いに直交する直線偏光成分を選択的に
分光および集光するものであり、回折素子アレイに形成
された前記偏光ホログラム素子とカラーフィルタの対応
する組単位との間に偏光素子が介在しており、前記偏光
ホログラム素子により分光された直線成分のみを選択的
に透過して対応するカラーフィルタの組単位に導入し、
互いに直交する透過軸を有する前記偏光素子を前記偏光
ホログラム素子に対応して交互に配列して偏光素子アレ
イを形成することを特徴とするものである。

【０００６】本発明によれば、回折素子アレイはその光
軸と平行な入射光を分光してカラーフィルタ側に導入す
る。従って、光源，回折素子アレイ及びカラーフィルタ
を含む光学系は全体としてオンアクシスとなり、表示装
置の構成を小型化および単純化することが可能である。
また、本回折素子アレイは光軸に関し対称的な空間分布
で入射光を分光しており、所望の実施態様では±１次回
折光の両者を含ませることが可能である。この空間分布
に対応してカラーフィルタ側の各色セルを対称配置し照
明光の利用効率を改善する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラー表示装
置を図面を参照にして詳述する。まず、図１により本装
置の概要構造を説明する。カラー表示装置は入射光を画
素毎に変調する表示パネルである液晶パネル３と、前記
画素に対応して配設された赤色セル（以下、Ｒと表示す
る），緑色セル（以下、Ｇと表示する）および青色セル
（以下、Ｂと表示する）を含むカラーフィルタ１と、前
記Ｒ，Ｇ，Ｂを複数個まとめた組単位に対応する回折素
子２を備えた回折素子アレイ２Ａとを互いに重ね合わせ
たものからなる。なお、図１の場合には白色光である照
明光４を集光するためにマイクロレンズ５を回折素子２
に対応して配置したレンズアレイ５Ａが使用される。照
明光４が１つのマイクロレンズ５に入射されると光はマ
イクロレンズ５内を透過し集光される。次に、回折素子
２を光が透過すると光は分散して回折される。この回折
光は照明光４の入射方向に対し対称に分布される。一般
に回折素子２による回折光は＋１次方向と−１次方向、
即ち、光軸６に対して両側に回折されそれぞれの回折光
の分布は光軸６に対し対称になる。即ち、図示のように
＋赤色成分，−赤色成分（実線で示す）が生じこれ等は
光軸６に対して対称となる。同様に＋緑色成分と−緑色
成分（点線で示す）は光軸６に対し対称となり、＋青色
成分と−青色成分（一点鎖線で示す）は光軸６に対し対
称となる。このためカラーフィルタ１側では前記赤色，
緑色，青色成分と対応する位置には光軸６に対して対称
にＲ，Ｇ，Ｂが配列されることが必要になる。この例の
場合には、光軸６から離れるに従って分光された回折光
は青，緑，赤と変化するため、カラーフィルタ３の組単
位の色の配列は図示のように左からＲ，Ｇ，Ｂ，Ｂ，
Ｇ，Ｒの６個の組単位となり、この組単位を回折素子２
に対応して繰り返し配列したものからなる。以上のよう
にして集光され、且つ分光されてカラーフィルタ１に入
射した光は液晶パネル３の各画素に入射され光変調を受
けてカラー画像を表示する。この場合には＋と−の回折
光が有効に利用され、前記したように光軸６に対称に各
色セルが配列されるため装置構造がコンパクトにまとめ
られる。

【０００８】図２乃至図６は図１のようにレンズアレイ
５Ａを使用しないで回折素子２自体に分光作用に加えて
集光作用を持たせた例を示す。集光作用を備えたホログ
ラフィックな回折素子２では照明光４は回折素子２によ
って空間変調され一部は収れんする球面波となり光軸６
上に焦点を結ぶ。この集光作用は光の波長により強さが
異なるため回折素子２から焦点面までの距離が色成分に
よって異なる。図２は赤色成分の焦点位置にカラーフィ
ルタ１を配置した場合を示す。従って赤色成分のまわり
に緑色成分および更にその外側に青色成分が分布する。
よって、カラーフィルタ１の組単位の配列は中心にＲ，
Ｒが配置され、その外側にＧ，Ｇ更にその外側にＢ，Ｂ
が配列され、Ｂ，Ｇ，Ｒ，Ｒ，Ｇ，Ｂの６個の色セルの
配列からなる組単位が構成される。なお、本例では回折
素子が集光作用を備えたホログラム型であり、実際には
入射光は収束球面波と発散球面波の±１次回折光に分か
れる。ここでは収束球面波側を利用してオンアクシス回
折素子アレイを得ている。また、入射光は平行光を使っ
ているが、発散光でもよい。但し、発散光でもその中心
軸は回折素子の光軸と平行になる。

【０００９】図３はカラーフィルタ１の上面に青色成分
の焦点位置が来るように配置したもので、カラーフィル
タ１の組単位はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｒの５個の色セルから
なる。なお、図１３に示すように、照明光４の光源がフ
イラメント光源４′の場合にはスペクトルが赤味がかっ
た光成分に偏るため青色成分が相対的に少ない。これを
補うため図示のように光軸６の中心側に青色成分を集光
することが望ましい。即ち、中心側の光量は周辺に較べ
て光量が相対的に増大する勿論、照明光４の光源スペク
トルの種類に応じて各セルを最適に配列すればよい。以
上のように、本例では回折素子自体は±１次回折光の両
者を利用するためオフアクシスとなるが、光源，回折素
子アレイおよびカラーフィルタを含む光学系全体ではオ
ンアクシスとなり、表示装置のコンパクトな実態が可能
になる。なお、本例では１の組単位にＲ及びＧが２個含
まれる一方、Ｂは１個だけ含まれる。従来の様にＲ，
Ｇ，Ｂが周期的に同数配列する構造と異なるが、表示パ
ネル側で画素のデータを適宜調整することにより何等問
題なくフルカラー表示を行うことができる。

【００１０】図４は赤色成分の焦点位置をカラーフィル
タ１の上面に合わせたものでカラーフィルタ１の組単位
はＢ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｂの５個の色セルからなる。

【００１１】図５は一対の回折素子２からなる複合回折
素子２ａに対応して配列された組単位を示すもので、光
軸６に対し対称に各色セルは配列され、カラーフィルタ
１の組単位はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｒの４個の色セルの繰り
返しからなる。この場合、光軸６は複合回折素子２ａの
中心を通る。

【００１２】図６も一対の回折素子２からなる複数回折
素子２ａに着目して組単位を配列した別の例であり、中
心にＢを配置し、光軸６に対称に各色セルを配置するこ
とによりカラーフィルタ１の組単位はＢ，Ｇ，Ｒ，Ｇの
４個の色セルの繰り返しからなる。

【００１３】回折素子による色分散の幅を大きく取るた
めには回折素子の各サイズを大きくすることが有効であ
る。図８に示すように、光軸６を有する回折素子２の幅
寸法を２Ｗとし、これに対応するカラーフィルタ１の組
単位はＲを中心としたＢ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｂの５個の色セ
ルからなるものとする。青，緑，赤色成分のそれぞれの
波長を４７０［ｎｍ］，５４０［ｎｍ］，６１０［ｎ
ｍ］とし、緑色成分の焦点距離をｆとすると青色成分の
焦点距離はｆ・４７０／５４０となり、赤色成分の焦点
距離はｆ・６１０／５４０となる。各色セル間のピッチ
をｐとし、光軸６から一番外側のＢの中心までの距離を
Ｌとすると、Ｌ＝Ｗ・（６１０−４７０）／４７０とな
る。この例ではＬ＝２ｐのため２Ｗ≒１３．４ｐとな
る。一般にＬ＝１．５ｐ乃至３ｐであり、この場合には
２Ｗは１０．０７ｐ乃至２０．１４３ｐとなる。以上の
ことから回折素子２の大きさ２ｗは余裕をとってカラー
フィルタ１の色セルのピッチｐに対し８倍乃至２５倍程
度が最も望ましいものとされる。

【００１４】図７は回折素子アレイ２Ａに含まれる回折
素子２Ｂの寸法をこれに対応するカラーフィルタ１の組
単位の寸法よりも大きくした−例を示すものである。本
例の場合、回折素子アレイ２Ａは３個の回折素子２Ｂを
組単位のピッチ分だけずらして重ね合わせたものからな
る。図示のように、この場合カラーフィルタ１の繰り返
し単位はＢ，Ｇ，Ｒ，Ｇとなり組単位は各回折素子２Ｂ
の光軸に対して対称に配列されるＢ／２，Ｇ，Ｒ，Ｇ，
Ｂ／２のセルからなる。従って回折素子２Ｂの幅寸法２
Ｗは組単位の寸法に較べて大きなサイズのものになる。
この場合は、各回折素子２Ｂは部分的に重なって多重記
録されることになる。

【００１５】回折素子の分光能を高めようとすると、必
然的にそのサイズが拡大し、多重記録が避けられない。
そこで、偏光を巧みに利用することにより更に光の利用
効率を向上することができる。液晶パネルは偏光を利用
して光の強度変調を行っているため、液晶に入射する光
は直線偏光となっている。そこで、ある一方向の偏光成
分のみに回折効果をもつ偏光ホログラム素子を回折素子
として利用することにより光の利用効率を向上すること
ができる。図９はホログラフィック光学素子（ＨＯＥと
略称する）の新しい機能として偏光性のＨＯＥ、即ち、
偏光ホログラムの格子断面構造と位相分布を示すもので
ある。一般に回折格子自体、格子周期や断面プロファイ
ルによって回折効率に大きな偏光依存性を示す［Ｋ．Ｙ
ｏｋｏｍｏｒｉ，“Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓｕｒｆａ
ｃｅ−ｒｅｌｉｅｆｇｒａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｈ
ｉｇｈｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙ，” Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．２３２３０３−２３１０
（１９８４）］。この特性を偏光ビームスプリッタや検
光子として用いることが提案されている。しかしこの方
法は十分な消光比特性を得ることが難しいことから、複
屈折性結晶にＨＯＥをイオン交換で形成する方法が開発
されている［Ｙ．Ｕｒｉｎｏ，Ｈ．Ｎｉｓｈｉｍｏｔｏ
ａｎｄＹ．Ｏｎｏ，“ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇｈｏ
ｌｏｇｒａｐｈｉｃｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ
ｗｉｔｈｌｏｗｌｏｓｓａｎｄｈｉｇｈｅ
ｘｔｉｎｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｆｏｒｍａｇｎｅ
ｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｋｈｅａｄｓ，”Ｔｅ
ｃｈ．ＤｉｇｅｓｔｏｆＭＩＣＲＯＯｐＴＩＣＳ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ９１，２４２−２４５（１９９
１）］。ニオブ酸リチウム結晶の表面に、先ずＨＯＥパ
ターンに相当する金属薄膜パターンをフォトリソグラフ
ィー手法で形成した後、加熱溶融した安息香酸中に試料
を浸漬することでイオン交換がなされる。イオン交換に
よりニオブ酸リチウム表面層に位相格子が形成される
が、異常光屈折率は約０．１増加するのに対して、常光
屈折率は約０．０３減少する。そこで、イオン交換領域
上部に、誘電体で位相補償用の格子を形成し、イオン交
換深さと誘電体膜厚を選ぶことで、異常光に対しては位
相差πの、常光に対しては位相差０の格子にすることが
できる。つまり、常光ではこの格子は見えない訳で、常
光はＨＯＥを透過し、回折光は生じない。一方、異常光
は全て回折し透過光を生じない。

【００１６】図１０に示すように、本例ではｐ偏光に作
用する偏光ホログラム７とｓ偏光に作用する偏光ホログ
ラム８を重ね合わせた偏光ホログラムアレイ９が使用さ
れる。なお、照明光４はｐ偏光とｓ偏光の両者を含んで
おり、いずれかの偏光ホログラムで偏光され、他の偏光
ホログラムを透過する。また、好ましくはカラーフィル
タ１と偏光ホログラムアレイ９との間にはｐ偏光を透過
する偏光フィルム１０とｓ偏光を透過する偏光フィルム
１１が介設される。これ等は偏光ホログラム７および８
に対応させて交互に配置される。本例では図示のように
１つのｐ偏光の偏光ホログラム７と１つのｓ偏光の偏光
ホログラム８が色セルの組ピッチだけずれて重ね形成さ
れる偏光ホログラムアレイ９が使用され、偏光ホログラ
ム７および偏光ホログラム８と相対向してｐ偏光の偏光
フィルム１０とｓ偏光の偏光フィルム１１が使用され
る。カラーフィルタ１の組単位としてはＲ，Ｇ，Ｂ，
Ｇ，Ｒの５個の色セルの配置からなり、各偏光ホログラ
ム素子の光軸に対し対称に配列される。照明光源とし
て、円偏光の白色光を用いることにより、各偏光ホログ
ラムは、それぞれの作用する方向の偏光成分のみを回折
する。つまり、ｓ偏光の偏光ホログラム８で集光された
光はｓ偏光の光成分からなり、ｐ偏光の偏光ホログラム
７で集光された光はｐ偏光の光成分からなる。このよう
に偏光ホログラム７，８により偏光面が選択されている
ため、この光をカラーフィルタ透過後、直接液晶に入射
することが可能であり、従来のように偏光板による光の
損失がないため光の利用効率が格段と向上する。偏光ホ
ログラムの回折効率があまり高くない場合は、透過光の
偏光面を制限する必要から本例のように直交した偏光フ
ィルム１０，１１を偏光ホログラムの偏光面に応じて交
互に配置することによって、表示する像のコントラスト
を向上させることができる。この場合も偏光ホログラム
によって回折した光は、既に偏光面が選択されているた
め、偏光フィルム１０，１１による損失は、偏光ホログ
ラムを用いない場合に較べて非常に少なくなる。このよ
うに、回折素子に偏光ホログラムを用いることによっ
て、偏光板による光の損失を抑制することが可能なた
め、光の利用効率は格段に向上する。

【００１７】以上の説明において、本発明の回折素子は
表面レリーフ型のものでも良く、また、体積型のもので
も良い。また、電子ビーム描画装置のようなもので直接
描画して作製しても良く、また、光学的に撮影しても良
い。表面レリーフ型の場合、レリーフ形状をスタンパに
複製しエンボス法により量産することによって大幅なコ
ストダウンが可能になる。また、回折素子およびマイク
ロレンズの集光形態としては点状に集光する丸いレンズ
形状のものを用いても良く、同一色の色セルが列方向に
沿って並設されるカラーフィルタを使用する場合には線
状に集光するレンチキュラ型のレンズ形状のものを用い
ても良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。１）回折素子を用いて光を光軸に対し対称的に分光しカ
ラーフィルタに光を入射する構造を採用することによ
り、照明光の光軸と回折素子アレイの光軸を一致させる
ことができる。この場合、カラーフィルタの組単位を光
軸に対して対称に配列する。これにより装置構造がコン
パクトにまとめられ小型化ができる。また、入射光の利
用効率を改善できる。２）回折素子アレイの寸法をカラーフィルタの組単位の
寸法よりも大きくし、多重記録を行うことにより光の分
散効率を向上することができる。３）ある一方向の偏光成分のみに回折効果のある偏光ホ
ログラムを使用することにより光の利用効率が更に向上
し、表示するカラー画像のコントラストを向上すること
ができる。４）照明光源の種類に対応してカラーフィルタの配列を
最適に設定することができ、従来の装置に較べて色バラ
ンスのとれたカラー画像を得ることができる。５）構造が簡単で比較的容易に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンズアレイを用いた場合の本発明に係わるカ
ラー表示装置の構成図。

【図２】回折素子に集光作用を持たせ、光軸にＲを一致
させた場合の本発明の構成図。

【図３】回折素子に集光作用を持たせ、光軸にＢを一致
させた場合の本発明の構成図。

【図４】回折素子に集光作用を持たせ、光軸にＲを一致
させた場合の本発明の構成図。

【図５】複合回折素子を用い、光軸にＲを一致させた場
合の本発明の構成図。

【図６】複合回折素子を用い、光軸にＢを配置した場合
の本発明の構成図。

【図７】複数の回折素子を重ね合わせてなる回折素子ア
レイにおいて、各回折素子寸法をこれに対応するカラー
フィルムの組単位の寸法より大にして多重記録をした場
合の本発明の構成図。

【図８】回折素子の寸法２Ｗとこれに対応する組単位の
セルピッチｐとの関係を説明するための説明用構成図。

【図９】偏光ホログラムの格子断面構造と位相分布を示
す線図。

【図１０】偏光ホログラムを用いた本発明の構成図。

【図１１】従来の技術の一例を示す構成図。

【図１２】従来の技術の一例を示す構成図。

【図１３】光軸にＢを配置する理由を説明するための説
明図。

【符号の説明】

１カラーフィルタ２回折素子２ａ回折素子２Ａ回折素子アレイ２Ｂ回折素子３液晶パネル４照明光５マイクロレンズ５Ａレンズアレイ６光軸７ｐ偏光に作用する偏光ホログラム８ｓ偏光に作用する偏光ホログラム９偏光ホログラムアレイ１０ｐ偏光を透過する偏光フィルム１１ｓ偏光を透過する偏光フィルム

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を画素毎に変調する表示パネル
と、画素に対応して配設された赤色セル，緑色セルおよ
び青色セルを含むカラーフィルタと、前記赤色セル，緑
色セルおよび青色セルを複数個まとめた組単位に対応す
る回折素子を備えた回折素子アレイとを互いに重ねてカ
ラー画像を表示するカラー表示装置であって、前記回折
素子は、その光軸に沿った入射光に含まれる赤色成分，
緑色成分および青色成分を夫々回折して前記光軸に関し
対称的な空間分布で複数本の赤色成分，緑色成分および
青色成分に分光するものからなり、前記組単位に含まれ
る複数個の赤色セル，緑色セルおよび青色セルは、前記
空間分布に対応して光軸に関し対称に配置されているこ
とを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】前記回折素子は、入射光を赤色成分，緑
色成分，青色成分，青色成分，緑色成分および赤色成分
の６本の成分に分光し、これに対応して前記組単位は、
６個の赤色セル，緑色セル，青色セル，青色セル，緑色
セルおよび赤色セルの順で配列されている請求項１のカ
ラー表示装置。
【請求項３】前記回折素子は、入射光を青色成分，緑
色成分，赤色成分，赤色成分，緑色成分および青色成分
の６本の成分に分光し、これに対応して前記組単位は、
６個の青色セル，緑色セル，赤色セル，赤色セル，緑色
セルおよび青色セルの順で配列されている請求項１のカ
ラー表示装置。
【請求項４】前記回折素子は、入射光を赤色成分，緑
色成分，青色成分，緑色成分および赤色成分の５本の成
分に分光し、これに対応して前記組単位は、５個の赤色
セル，緑色セル，青色セル，緑色セルおよび赤色セルの
順で配列されている請求項１のカラー表示装置。
【請求項５】前記回折素子は、入射光を青色成分，緑
色成分，赤色成分，緑色成分および青色成分の５本の成
分に分光し、これに対応して前記組単位は、５個の青色
セル，緑色セル，赤色セル，緑色セルおよび青色セルの
順で配列されている請求項１のカラー表示装置。
【請求項６】前記回折素子は、入射光を赤色成分，緑
色成分，青色成分および緑色成分の４本の成分に分光
し、これに対応して前記組単位は、４個の赤色セル，緑
色セル，青色セルおよび緑色セルの順で配列されている
請求項１のカラー表示装置。
【請求項７】前記回折素子は、入射光を青色成分，緑
色成分，赤色成分および緑色成分の４本の成分に分光
し、これに対応して前記組単位は、４個の青色セル，緑
色セル，赤色セルおよび緑色セルの順で配列されている
請求項１のカラー表示装置。
【請求項８】前記回折素子は、入射光に対する分光作
用に加えて集光作用を有する回折素子からなり、その回
折素子の寸法は対応する組単位の寸法より大きく、複数
の回折素子が部分的に重なり合って前記回折素子アレイ
を形成する請求項１のカラー表示装置。
【請求項９】前記回折素子アレイの１つの回折素子の
寸法２Ｗは、その回折素子に対応する組単位の各色セル
の配列ピッチＰに対し約８倍乃至２５倍である請求項８
のカラー表示装置。
【請求項１０】前記回折素子は、入射光に含まれる特
定の直線偏光成分を選択的に分光する偏光ホログラム素
子からなる請求項１のカラー表示装置。
【請求項１１】前記偏光ホログラム素子は、互いに部
分的に重なり合って配列されて回折素子アレイを形成
し、重なり合った偏光ホログラム素子は、夫々互いに直
交する直線偏光成分を選択的に分光および集光するもの
である請求項１０のカラー表示装置。
【請求項１２】回折素子アレイに形成された前記偏光
ホログラム素子とカラーフィルタの対応する組単位との
間に偏光素子が介在しており、前記偏光ホログラム素子
により分光された直線成分のみを選択的に透過して対応
するカラーフィルタの組単位に導入し、互いに直交する
透過軸を有する前記偏光素子を前記偏光ホログラム素子
に対応して交互に配列して偏光素子アレイを形成する請
求項１１のカラー表示装置。