JP3452276B2 - Liquid crystal display device using hologram and method of manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal display device using hologram and method of manufacturing the same

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JP3452276B2
JP3452276B2 JP15976794A JP15976794A JP3452276B2 JP 3452276 B2 JP3452276 B2 JP 3452276B2 JP 15976794 A JP15976794 A JP 15976794A JP 15976794 A JP15976794 A JP 15976794A JP 3452276 B2 JP3452276 B2 JP 3452276B2
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    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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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、ホログラムを用いた液
晶表示装置とその製造方法に係わり、特に、ホログラム
を用い、照明光の利用効率を向上させた液晶表示装置と
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device using a hologram and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal display device using a hologram to improve the utilization efficiency of illumination light and a manufacturing method thereof. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カラーフィルターを用いたカ
ラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライ
トは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液
晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけで
は、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に
下記に示す理由が挙げられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a color liquid crystal display device using a color filter, a backlight is indispensable for displaying. However, if the white light is directly emitted from the back of the color liquid crystal display device, its utilization efficiency is very low. The main reasons are listed below.

【0003】各色のセル以外のブラック・マトリック
スが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄にな
る。 各画素へ入射する白色光の中、R(赤)、G(緑)、
B(青)のカラーフィルターを透過する色成分が制限さ
れてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしま
う。 カラーフィルター自身の透過率も100%でないた
め、その割合で利用効率は低下してしまう。
The black matrix other than the cells of each color occupies a large area, and the light impinging on it is wasted. Of the white light incident on each pixel, R (red), G (green),
Since the color components that pass through the B (blue) color filter are limited, other complementary color components are wasted. Since the transmittance of the color filter itself is not 100%, the utilization efficiency is reduced at that ratio.

【0004】このような問題を解決すべく、図10に示
すように、例えばマイクロレンズアレー2をカラーフィ
ルター1の前面に設置し、白色光のバックライト3をそ
れぞれカラーフィルターセルR、G、Bへ集光させるよ
うにすることにより、バックライト3の利用効率を上げ
る方法が従来より知られている。なお、図10におい
て、符号4はカラーフィルターセルR、G、B間に設け
られたブラック・マトリックスを示す。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 10, for example, a microlens array 2 is installed in front of the color filter 1, and a white light backlight 3 is provided in each of the color filter cells R, G, B. Conventionally, a method of increasing the utilization efficiency of the backlight 3 by collecting the light is known. In FIG. 10, reference numeral 4 indicates a black matrix provided between the color filter cells R, G and B.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法でも、白色光3を各カラーフィルターセルR、G、B
へ分光して照射できないため、上記、の問題の解決
はできなかった。このような状況に鑑み、本発明者は、
特願平5−12170〜1号、同5−14573号、同
5−97517号、同5−149211号において、液
晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させる
ために、従来のカラーフィルターと共に用いるホログラ
ムを利用したカラーフィルター、及び、従来のカラーフ
ィルターの代わりに用いるホログラムを利用したカラー
フィルター、それらの製造方法を提案した。
However, even in this method, the white light 3 is emitted to the respective color filter cells R, G, B.
However, the above problems could not be solved because the light cannot be dispersed and irradiated. In view of such a situation, the present inventor
In Japanese Patent Application Nos. 5-12170-1, 5-14573, 5-97517, and 5-149211, conventional color filters are used in order to significantly improve the utilization efficiency of a backlight for liquid crystal display and the like. A color filter using a hologram used together with the color filter, a color filter using a hologram used in place of a conventional color filter, and methods for manufacturing them have been proposed.

【0006】ところで、本発明者の提案に係わる上記の
ホログラムを用いたカラーフィルターを既存のカラーフ
ィルター付きの液晶パネル製造工程内に適応させる必要
がある。ここで重要なことは、現在ある液晶パネル製造
ラインを大幅に変更することなく、ホログラム光学素子
を含んだ部材を他のパネル部材と組み合わせて液晶パネ
ルを製造しなくてはならない点である。
By the way, it is necessary to adapt the color filter using the hologram according to the proposal of the present inventor to the manufacturing process of the liquid crystal panel with the existing color filter. What is important here is that the liquid crystal panel must be manufactured by combining the member including the hologram optical element with other panel members without significantly changing the existing liquid crystal panel manufacturing line.

【0007】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上記の本発明者の提案に係わ
るカラーフィルター用のホログラム光学素子を含む部材
を他の液晶パネル部材に組み合わせる工程を、既存製造
工程を大幅に変更することなく追加することを可能とす
る点にある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to combine a member including a hologram optical element for a color filter according to the proposal of the present inventor with another liquid crystal panel member. The point is that the process can be added without significantly changing the existing manufacturing process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムを用いた液晶表示装置は、異なる色画素
情報を表示する液晶セルが周期的に配置され、各々の液
晶セルの透過状態が別々に制御される液晶パネルの照明
光入射側に、入射する照明光を分光して、対応する色の
液晶セルに入射させる、単数又は重畳された複数のホロ
グラム、又は、多重記録されたホログラムからなるカラ
ーフィルターが接着一体化されており、そのホログラム
からなるカラーフィルターの照明光入射側に、表面反射
を防ぐための反射防止層が設けられていることを特徴と
するものである。
In a liquid crystal display device using a hologram of the present invention that achieves the above object, liquid crystal cells for displaying pixel information of different colors are periodically arranged, and the transmission state of each liquid crystal cell is changed. From the single or multiple holograms or multiple recorded holograms, which split the incident illumination light into the separately controlled illumination light incident side of the liquid crystal panel and make it enter the liquid crystal cell of the corresponding color. The color filter is integrally bonded, and an antireflection layer for preventing surface reflection is provided on the illumination light incident side of the color filter made of the hologram.

【0009】本発明のもう1つのホログラムを用いた液
晶表示装置は、異なる色画素情報を表示する液晶セルが
周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に
制御される液晶パネルの照明光入射側に、入射する照明
光を分光して、対応する色の液晶セルに入射させる、単
数又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録さ
れたホログラムからなるカラーフィルターが接着一体化
されており、そのホログラムからなるカラーフィルター
の照明光入射側に、表面反射を防ぐためのプリズムが設
けられていることを特徴とするものである。
Another liquid crystal display device using the hologram of the present invention is a liquid crystal panel in which liquid crystal cells for displaying different color pixel information are periodically arranged and the transmission state of each liquid crystal cell is controlled separately. On the illumination light incident side, a color filter composed of a single or multiple holograms or multiple recorded holograms, which is used to disperse the incident illumination light and make it enter the liquid crystal cell of the corresponding color, is integrally bonded. in which, the illumination light incident side of the color filter consisting of the hologram, is characterized in that a prism for preventing surface reflection is provided.

【0010】また、ホログラムからなるカラーフィルタ
ーの照明光入射側に、照明光を直線偏光へ変換するため
の偏光素子を設けることもできる。この場合、直線偏光
の向きがホログラムからなるカラーフィルターの照明光
入射面に対してS偏光となるように、その偏光素子の偏
光方向を選択することが望ましい。
Further, a polarizing element for converting the illumination light into linearly polarized light may be provided on the illumination light incident side of the hologram color filter. In this case, it is desirable to select the polarization direction of the polarizing element so that the direction of linearly polarized light becomes S-polarized with respect to the illumination light incident surface of the color filter made of a hologram.

【0011】[0011]

【0012】また、本発明のホログラムを用いた液晶表
示装置の製造方法は、異なる色画素情報を表示する液晶
セルが周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が
別々に制御される液晶パネルを作製する液晶パネル作製
工程と、入射する照明光を分光して、対応する色の液晶
セルに入射させる、単数又は重畳された複数のホログラ
ム、又は、多重記録されたホログラムからなるカラーフ
ィルターを作製するホログラムカラーフィルター作製工
程と、作製された前記のホログラムからなるカラーフィ
ルターを別に作製された前記の液晶パネルの照明光入射
側に一体に接着する接着工程とからなり、前記ホログラ
ムカラーフィルター作製工程において、前記のホログラ
ムからなるカラーフィルターの照明光入射側に、表面反
射を防ぐための反射防止層を設けておくことを特徴とす
る方法である。
Further, in the method of manufacturing a liquid crystal display device using the hologram of the present invention, liquid crystal cells for displaying pixel information of different colors are arranged periodically, and the transmission state of each liquid crystal cell is controlled separately. A liquid crystal panel manufacturing process for manufacturing a panel and a color filter composed of a single hologram or a plurality of holograms that are split or multiplex recorded holograms that split the incident illumination light and make it enter the liquid crystal cell of the corresponding color. The hologram color filter manufacturing process includes a hologram color filter manufacturing process and a bonding process for integrally bonding the manufactured hologram color filter to the illumination light incident side of the separately manufactured liquid crystal panel. In order to prevent surface reflection on the illumination light incident side of the color filter consisting of the hologram, A method characterized in that preferably provided prevention layer.

【0013】本発明のホログラムを用いた液晶表示装置
のもう1つの製造方法は、異なる色画素情報を表示する
液晶セルが周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状
態が別々に制御される液晶パネルを作製する液晶パネル
作製工程と、入射する照明光を分光して、対応する色の
液晶セルに入射させる、単数又は重畳された複数のホロ
グラム、又は、多重記録されたホログラムからなるカラ
ーフィルターを作製するホログラムカラーフィルター作
製工程と、作製された前記のホログラムからなるカラー
フィルターを別に作製された前記の液晶パネルの照明光
入射側に一体に接着する接着工程とからなり、前記ホロ
グラムカラーフィルター作製工程において、前記のホロ
グラムからなるカラーフィルターの照明光入射側に、表
面反射を防ぐためのプリズムを設けておくことを特徴と
する方法である。
In another method of manufacturing a liquid crystal display device using the hologram of the present invention, liquid crystal cells displaying pixel information of different colors are periodically arranged, and the transmission state of each liquid crystal cell is controlled separately. A liquid crystal panel manufacturing process for manufacturing a liquid crystal panel, and a color filter composed of a single hologram or a plurality of holograms which are dispersed, or multiple recorded holograms, into which incident illumination light is dispersed and incident on a liquid crystal cell of a corresponding color. And a bonding step of integrally bonding the hologram color filter prepared above to the illumination light incident side of the liquid crystal panel prepared separately, and the hologram color filter preparation. In the process, to prevent surface reflection on the illumination light incident side of the hologram color filter. A method characterized in that preferably provided a prism.

【0014】また、ホログラムカラーフィルター作製工
程において、ホログラムからなるカラーフィルターの照
明光入射側に、照明光を直線偏光へ変換するための偏光
素子を設けておくことができる。
Further, in the hologram color filter manufacturing process, a polarizing element for converting the illumination light into linearly polarized light may be provided on the illumination light incident side of the color filter made of a hologram.

【0015】[0015]

【作用】本発明においては、異なる色画素情報を表示す
る液晶セルが周期的に配置され、各々の液晶セルの透過
状態が別々に制御される液晶パネルを作製し、これとは
別に、入射する照明光を分光して、対応する色の液晶セ
ルに入射させる、単数又は重畳された複数のホログラ
ム、又は、多重記録されたホログラムからなるカラーフ
ィルターを作製し、作製されたホログラムからなるカラ
ーフィルターを別に作製された液晶パネルの照明光入射
側に一体に接着するので、既存の液晶表示装置製造工程
を大幅に変更することなく、ホログラムを用いた液晶表
示装置を製造することができる。なお、カラーフィルタ
ーのホログラム層を組み込んだまま液晶パネル製造工程
を流さずに済むため、ホログラムからなるカラーフィル
ターは高温に曝されて劣化する恐れがなくなる。そし
て、本発明において、ホログラムからなるカラーフィル
ターの照明光入射側に、表面反射を防ぐための反射防止
層又はプリズムが設けられているので、光の利用効率を
向上させることができるものである。
According to the present invention, a liquid crystal panel in which liquid crystal cells for displaying pixel information of different colors are periodically arranged, and the transmission state of each liquid crystal cell is controlled separately, is produced separately. A color filter consisting of a single hologram or a plurality of holograms that are superposed, or a hologram that is multiplex-recorded is prepared by separating the illumination light into a liquid crystal cell of a corresponding color. Since the separately manufactured liquid crystal panel is integrally bonded to the illumination light incident side, the liquid crystal display device using the hologram can be manufactured without significantly changing the existing liquid crystal display device manufacturing process. Since the liquid crystal panel manufacturing process does not have to be performed with the hologram layer of the color filter being incorporated, the color filter composed of the hologram is not likely to deteriorate due to being exposed to high temperature. Further, in the present invention, since the antireflection layer or the prism for preventing the surface reflection is provided on the illumination light incident side of the color filter made of the hologram, the light utilization efficiency can be improved.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明のホログラムを用いた液晶表
示装置とその製造方法の実施例について、図面を参照に
して説明する。まず、本発明において使用するホログラ
ムを用いたカラーフィルターの代表的なものの原理につ
いて説明する。図1の液晶表示装置の断面図を参照にし
て第1の形態のカラーフィルターの原理と作用について
説明する。同図において、規則的に液晶セル6′に区切
られた液晶表示素子6のバックライト3入射側に本発明
において用いるカラーフィルターを構成するホログラム
アレー5が離間して配置される。液晶表示素子6背面に
は、各液晶セル6′と整列したR、G、Bの着色セル
1′及びその間に設けられたブラック・マトリックス4
からなるカラーフィルター1が配置されるか、又は、着
色セル1′を省き、ブラック・マトリックス4のみが配
置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子
6の両側に配置される。
EXAMPLES Examples of a liquid crystal display device using a hologram of the present invention and a method of manufacturing the same will be described below with reference to the drawings. First, the principle of a typical color filter using a hologram used in the present invention will be described. The principle and operation of the color filter of the first embodiment will be described with reference to the sectional view of the liquid crystal display device of FIG. In the figure, a hologram array 5 constituting a color filter used in the present invention is arranged at a distance from the backlight 3 incident side of the liquid crystal display element 6 which is regularly divided into liquid crystal cells 6 '. On the back surface of the liquid crystal display element 6, R, G and B colored cells 1'aligned with the respective liquid crystal cells 6'and a black matrix 4 provided therebetween.
Or the black matrix 4 is arranged without the colored cells 1 '. In addition to the above, polarizing plates (not shown) are arranged on both sides of the liquid crystal display element 6.

【0017】ホログラムアレー5は、液晶表示素子6の
1画素を構成する隣接する3つの液晶セル6′の組各々
に対応して、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に
配置された微小ホログラム5′からなり、微小ホログラ
ム5′は液晶表示素子6の各画素に整列して各々1個ず
つ配置されており、各微小ホログラム5′は、ホログラ
ムアレー5の法線に対して角度θをなして入射するバッ
クライト3の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラ
ム5′に対応する画素の中心の着色セル1′又は液晶セ
ル6′上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に
形成されているものである。そして、微小ホログラム
5′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラム
からなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもし
くは少ないとは、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タイプのも
のではなく、1つの回折格子で何れの波長も回折するも
のを意味し、この回折効率の波長依存性がない回折格子
は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
The hologram array 5 corresponds to each set of three adjacent liquid crystal cells 6'constituting one pixel of the liquid crystal display element 6, and the minute holograms 5 are arranged in an array at the same pitch as the pixel pitch. 1 ', each of which has a minute hologram 5'aligned with each pixel of the liquid crystal display element 6, and each minute hologram 5'forms an angle θ with respect to the normal line of the hologram array 5. It is formed in a Fresnel zone plate shape so that the incident green light in the backlight 3 is condensed on the colored cell 1'or the liquid crystal cell 6'in the center of the pixel corresponding to the minute hologram 5 '. It is what The minute hologram 5'is formed of a transmission hologram such as a relief hologram, a phase hologram, or an amplitude hologram, which has little or no wavelength dependency of diffraction efficiency. Here, the fact that the diffraction efficiency has no or little wavelength dependence means that it is not a type that diffracts only a specific wavelength and does not diffract other wavelengths like a Lippmann hologram. The wavelength also means that it is diffracted, and the diffraction grating having no wavelength dependence of the diffraction efficiency diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength.

【0018】このような構成であるので、ホログラムア
レー5の液晶表示素子6と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト3を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム5′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー5面に平行な方向に分散される。その中の、赤の
波長成分はカラーフィルターセルR又は赤を表示する液
晶セル6′の位置に、緑の成分はカラーフィルターセル
G又は緑を表示する液晶セル6′の位置に、青の成分は
カラーフィルターセルB又は青を表示する液晶セル6′
の位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレ
ー5を構成配置することにより、それぞれの色成分は各
カラーフィルターセルR、G、B及びブラック・マトリ
ックス4でほとんど減衰されずに各液晶セル6′を通過
し、対応する位置の液晶セル6′の状態に応じた色表示
を行うことができる。なお、ホログラムアレー5へのバ
ックライト3の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラムアレー5の厚み、ホログラムアレー5と液晶表
示素子6との距離等の種々の条件により定まるものであ
る。
With such a structure, when the white backlight 3 which is incident at an angle θ with respect to the normal line from the surface of the hologram array 5 on the side opposite to the liquid crystal display element 6 is incident, the wavelength is changed. The diffraction angles of the minute holograms 5'are different depending on the wavelengths, and the focusing positions for each wavelength are dispersed in the direction parallel to the surface of the hologram array 5. Among them, the red wavelength component is at the position of the color filter cell R or the liquid crystal cell 6'displaying red, the green component is at the position of the color filter cell G or the liquid crystal cell 6'displaying green, and the blue component. Is a color filter cell B or a liquid crystal cell 6'displaying blue
By arranging the hologram array 5 so as to diffract and collect light at respective positions, the respective color components are hardly attenuated by the respective color filter cells R, G, B and the black matrix 4, and the respective liquid crystal cells 6 are arranged. It is possible to perform color display according to the state of the liquid crystal cell 6'at the corresponding position after passing through the ??? The incident angle θ of the backlight 3 on the hologram array 5 is determined by various conditions such as hologram recording conditions, the thickness of the hologram array 5, and the distance between the hologram array 5 and the liquid crystal display element 6.

【0019】このように、ホログラムアレー5をカラー
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく各色セル
へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に
向上させることができる。
As described above, by using the hologram array 5 as a color filter, each wavelength component of the conventional backlight for a color filter can be made incident to each color cell without waste, so that the utilization efficiency thereof is significantly improved. be able to.

【0020】次に、図2の同様の断面図を参照にして第
2の形態のカラーフィルターの原理と作用について説明
する。同図において、規則的に液晶セル6′に区切られ
た液晶表示素子6のバックライト3入射側にカラーフィ
ルターを構成するホログラムアレー15が離間して配置
される。液晶表示素子6背面には、各液晶セル6′と整
列したR、G、Bの着色セル1′及びその間に設けられ
たブラック・マトリックス4からなるカラーフィルター
1が配置されるか、又は、着色セル1′を省き、ブラッ
ク・マトリックス4のみが配置される。以上の他、図示
しない偏光板が液晶表示素子6の両側に配置される。
Next, the principle and operation of the color filter of the second embodiment will be described with reference to the same sectional view of FIG. In the figure, a hologram array 15 constituting a color filter is arranged at a distance on the side of the liquid crystal display device 6 on which the backlight 3 is incident, which is regularly divided into liquid crystal cells 6 '. On the back surface of the liquid crystal display element 6, a color filter 1 comprising R, G, and B colored cells 1 ′ aligned with each liquid crystal cell 6 ′ and a black matrix 4 provided between them is arranged or colored. The cell 1'is omitted and only the black matrix 4 is arranged. In addition to the above, polarizing plates (not shown) are arranged on both sides of the liquid crystal display element 6.

【0021】ホログラムアレー15は、2枚のホログラ
ム16′、17′を重畳したものか、又は、1枚の感光
材料中に2つのホログラム16′、17′を二重に重ね
て多重記録されてなるものであり、液晶表示素子6の1
画素を構成する隣接する3つの液晶セル6′の組各々に
対応して、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に配
置された微小ホログラム15′からなっている。微小ホ
ログラム15′は液晶表示素子6の各画素に整列して各
々1個ずつ配置されており、各微小ホログラム15′の
中のホログラム16′に属する部分は、ホログラムアレ
ー15にほぼ垂直に入射する白色のバックライト3の中
の赤の波長成分を選択的に回折して、その微小ホログラ
ム15′に対応する画素のカラーフィルターセルR又は
赤を表示する液晶セル6′の位置に集光するように波長
選択性のあるフレネルゾーンプレート状に形成されてお
り、また、各微小ホログラム15′の中のホログラム1
7′に属する部分は、ホログラムアレー15にほぼ垂直
に入射する白色のバックライト3の中の青の波長成分を
選択的に回折して、その微小ホログラム15′に対応す
る画素のカラーフィルターセルB又は青を表示する液晶
セル6′の位置に集光するように波長選択性のあるフレ
ネルゾーンプレート状に形成されている。ここで、波長
選択性があるホログラムとは、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
いで透過させるタイプのものである。したがって、液晶
表示装置の背後からカラーフィルター15に垂直に入射
する白色のバックライト3の中の青の波長成分の大部分
は青色用ホログラム17′により回折集光されてカラー
フィルターセルB又は青を表示する液晶セル6′の位置
に入射し、赤の波長成分の大部分は赤色用ホログラム1
6′により回折集光されてカラーフィルターセルR又は
赤を表示する液晶セル6′の位置に入射する。ホログラ
ム17′、16′により回折集光されない緑の成分は、
ホログラムアレー15を通過して直進し、カラーフィル
ターセルR、G、B又はそれらの色を表示する液晶セル
6′に3分の1ずつ入射するが、カラーフィルターセル
R、Bに入射した分はその位置のフィルターにより遮断
され(カラーフィルターの着色セル1′を省く場合は、
緑成分が青及び赤を表示する液晶セル6′の位置に入射
してしまうので、以下に述べるホログラム3枚重ね又は
三重に多重記録する方がより彩度が上がる。)、カラー
フィルターセルG又は緑を表示する液晶セル6′の位置
にのみに実効的に入射する。それぞれの波長成分はほと
んど減衰されずに各液晶セル6′を通過し、対応する位
置の液晶セル6′の状態に応じた色表示を行うことがで
きる。なお、この代わりに、同様に波長選択性のあるフ
レネルゾーンプレート状の緑色用ホログラムをさらに加
えるか三重に多重記録して、3枚のホログラムそれぞれ
により対応するカラーフィルターセル又は液晶セル6′
へ対応する波長成分を回折集光させて入射させるように
してもよい、この場合は、ホログラムの枚数又は多重記
録の回数は増えるが、バックライト3の各波長成分を無
駄なく各色セルR、G、B又は液晶セル6′へ入射させ
ることができるため、その利用効率はさらに向上する。
The hologram array 15 is formed by superimposing two holograms 16 'and 17', or two holograms 16 'and 17' are superposed in a single layer on a single photosensitive material and recorded in multiple layers. Which is one of the liquid crystal display elements 6
Corresponding to each set of three adjacent liquid crystal cells 6'constituting a pixel, the minute holograms 15 'are arranged in an array at the same pitch as the pixel pitch. One minute hologram 15 'is arranged in each pixel of the liquid crystal display element 6 and arranged one by one, and the portion of each minute hologram 15' belonging to the hologram 16 'is incident on the hologram array 15 almost vertically. The red wavelength component in the white backlight 3 is selectively diffracted to be condensed at the position of the color filter cell R of the pixel corresponding to the minute hologram 15 'or the liquid crystal cell 6'displaying red. Is formed in the shape of a Fresnel zone plate having wavelength selectivity, and the hologram 1 in each minute hologram 15 'is
The portion belonging to 7'selectively diffracts the blue wavelength component in the white backlight 3 that is incident on the hologram array 15 almost vertically, and the color filter cell B of the pixel corresponding to the minute hologram 15 'is selected. Alternatively, it is formed in a Fresnel zone plate shape having wavelength selectivity so that the light is condensed at the position of the liquid crystal cell 6'displaying blue. Here, the hologram having wavelength selectivity is a type in which only a specific wavelength is diffracted and other wavelengths are transmitted without being diffracted, like a Lippmann hologram. Therefore, most of the blue wavelength component in the white backlight 3 which is vertically incident on the color filter 15 from the rear of the liquid crystal display device is diffracted and condensed by the blue hologram 17 'to output the color filter cell B or blue. Most of the red wavelength component is incident on the position of the liquid crystal cell 6'to display, and the hologram 1 for red is used.
The light is diffracted and condensed by 6'and is incident on the position of the color filter cell R or the liquid crystal cell 6'displaying red. The green component that is not diffracted and condensed by the holograms 17 'and 16' is
While passing through the hologram array 15 and proceeding straight, the light enters the color filter cells R, G, B or the liquid crystal cell 6'displaying those colors by one-third, and It is blocked by the filter at that position (when omitting the colored cell 1'of the color filter,
Since the green component is incident on the position of the liquid crystal cell 6'displaying blue and red, the saturation is higher when the three holograms described below are overlapped or triple recorded. ), The light is effectively incident only on the position of the color filter cell G or the liquid crystal cell 6'displaying green. The respective wavelength components pass through the respective liquid crystal cells 6'with almost no attenuation, and color display can be performed according to the state of the liquid crystal cells 6'at the corresponding positions. Instead of this, a Fresnel zone plate-shaped hologram for green, which also has wavelength selectivity, is additionally added or triple-recorded, and a corresponding color filter cell or liquid crystal cell 6'is provided by each of the three holograms.
The corresponding wavelength component may be diffracted and condensed and made incident. In this case, although the number of holograms or the number of times of multiple recording increases, each wavelength component of the backlight 3 does not waste each color cell R, G. , B or the liquid crystal cell 6 ′, the utilization efficiency thereof is further improved.

【0022】ところで、上記の図1、図2のものにおい
ては、1画素を構成するカラーフィルターセルR、G、
B又は3つの液晶セル6′の組各々に対応して、フレネ
ルゾーンプレート状の微小ホログラム5′、15′を整
列して配置するものであったが、回折効率の波長依存性
がないかもしくは少ない一様な回折格子状のホログラム
と画素ピッチに相当するピッチを有するマイクロレンズ
アレーとを組み合わせて、又は、波長選択性がある一様
な回折格子状のホログラムを2ないし3枚重ねるか多重
記録したものに同様のマイクロレンズアレーを組み合わ
せて、同様に、ホログラムの分光性又は回折の波長選択
性を利用して、液晶表示用バックライトの利用効率を大
幅に向上させることができる。
By the way, in the above-mentioned FIGS. 1 and 2, the color filter cells R, G, which form one pixel,
Although the Fresnel zone plate-shaped minute holograms 5'and 15 'are arranged in alignment in correspondence with each of B or each set of three liquid crystal cells 6', there is no wavelength dependence of the diffraction efficiency, or A small number of uniform diffraction grating holograms and a microlens array having a pitch corresponding to the pixel pitch are combined, or two or three uniform diffraction grating holograms having wavelength selectivity are superposed or multi-recorded. The same microlens array can be combined with the above-described one, and similarly, the spectral efficiency of the hologram or the wavelength selectivity of diffraction can be utilized to significantly improve the utilization efficiency of the backlight for liquid crystal display.

【0023】以下に、図1のホログラムアレー5をカラ
ー液晶表示装置用のカラーフィルターとして用いる実施
例について本発明を説明するが、図2のように複数枚の
波長選択性のあるホログラムを重畳するか又は多重記録
してなるホログラムアレー15をカラー液晶表示装置用
のカラーフィルターとして用いる場合にも、本発明は全
く同様に適用できるので予めことわっておく。
The present invention will be described below with reference to an embodiment in which the hologram array 5 of FIG. 1 is used as a color filter for a color liquid crystal display device. As shown in FIG. 2, a plurality of wavelength-selective holograms are superposed. The present invention can be applied in the same manner even when the hologram array 15 formed by multiple recording is used as a color filter for a color liquid crystal display device.

【0024】ところで、図1、図2のようなホログラム
5、15からなるカラーフィルターにバックライト3を
入射させる場合、その一部がホログラム表面で反射され
てしまい、光の利用効率が下がってしまう。そこで、図
3に示すように、ホログラムを用いたカラーフィルター
10(ホログラム5又は15)の表面にバックライト3
に対する反射防止手段14を設け、光の利用効率を向上
させることができる(特願平5−234500号)。な
お、図3においては、バックライト3は、メタルハライ
ドランプ11からの光を放物面鏡12で反射させて形成
している。
By the way, when the backlight 3 is incident on the color filter composed of the holograms 5 and 15 as shown in FIGS. 1 and 2, a part of the backlight 3 is reflected by the hologram surface, and the light utilization efficiency is lowered. . Therefore, as shown in FIG. 3, the backlight 3 is provided on the surface of the color filter 10 (hologram 5 or 15) using a hologram.
It is possible to improve the light utilization efficiency by providing the antireflection means 14 for the above (Japanese Patent Application No. 5-234500). In FIG. 3, the backlight 3 is formed by reflecting the light from the metal halide lamp 11 on the parabolic mirror 12.

【0025】反射防止手段14としては、図4に示すよ
うに、ホログラム光学素子10表面に、反射防止膜16
を設けたものや、図5に示すように、入射光3に垂直な
入射側の面を持つガラスブロック17を設けたものや
(入射側の面にほぼ垂直に入射光3を入射させると、反
射成分を少なくできる。)、図6に示すように、入射側
の面に反射防止膜16を組み合わせたガラスブロック1
7を設けたものでもよい。ここで、反射防止膜16は、
ホログラム光学素子10表面に直接設けてもよく、ま
た、反射防止膜16を表面に設けたガラス板を屈折率整
合液を介してホログラム光学素子10表面に配置しても
よい。
As the antireflection means 14, as shown in FIG. 4, an antireflection film 16 is formed on the surface of the hologram optical element 10.
5, a glass block 17 having a surface on the incident side perpendicular to the incident light 3 as shown in FIG. 5 (when the incident light 3 is incident on the surface on the incident side almost perpendicularly, The reflection component can be reduced.), And as shown in FIG. 6, the glass block 1 in which the antireflection film 16 is combined on the incident side surface.
7 may be provided. Here, the antireflection film 16 is
It may be directly provided on the surface of the hologram optical element 10, or a glass plate provided with the antireflection film 16 on the surface may be provided on the surface of the hologram optical element 10 via a refractive index matching liquid.

【0026】なお、反射防止膜16としては、単層ある
いは積層薄膜からなるものがあり、真空蒸着法等により
基板上に所望の屈折率を有する膜を所定の厚さで成膜し
て構成される。例えば、基板上に単層として反射防止膜
を形成する場合には、MgF2 やSiO2 等の低屈折率
材料の薄膜を、この屈折率nとの関係において、光学的
膜厚dをnd=λ/4(ただし、λは設計波長で、50
0〜580nm)と設定して、単層反射防止膜を形成す
る。また、2層膜として形成する場合には、基板上にま
ずTlO2 やZrO2 あるいはIn2 3 等の高屈折率
材料の薄膜を、この屈折率n1 との関係において、光学
的膜厚d1 をn1 1 =λ/2(ただし、λは設計波長
で、500〜580nm)と設定して形成し、次に、こ
の高屈折率薄膜上に前記単層の場合と同様の低屈折率薄
膜を積層させることにより、2層膜の形成が行われる。
なお、3層以上の場合でも、まず基板側に屈折率の高い
薄膜を形成し、順次中屈折率層、例えばAl2 3 やM
gO、Y2 3 等の薄膜を形成後、上記低屈折率薄膜を
積層する。つまり、上記何れの場合でも、最上層は低屈
折率薄膜を形成することによって反射防止膜16が構成
される。
The antireflection film 16 may be a single-layer or laminated thin film, and is formed by forming a film having a desired refractive index on the substrate by a vacuum evaporation method or the like to a predetermined thickness. It For example, when the antireflection film is formed as a single layer on the substrate, a thin film of a low refractive index material such as MgF 2 or SiO 2 is used, and the optical film thickness d is set to nd = λ / 4 (where λ is the design wavelength, 50
0-580 nm) to form a single-layer antireflection film. Further, in the case of forming a two-layer film, first, a thin film of a high refractive index material such as TlO 2 , ZrO 2 or In 2 O 3 is formed on the substrate in relation to the refractive index n 1. d 1 is set to n 1 d 1 = λ / 2 (where λ is a design wavelength of 500 to 580 nm), and then formed on the high refractive index thin film, which is the same as in the case of the single layer. A two-layer film is formed by laminating refractive index thin films.
Even in the case of three or more layers, first, a thin film having a high refractive index is formed on the substrate side, and then a medium refractive index layer such as Al 2 O 3 or M
After forming a thin film of gO, Y 2 O 3 or the like, the above low refractive index thin film is laminated. That is, in any of the above cases, the antireflection film 16 is formed by forming the low refractive index thin film as the uppermost layer.

【0027】さて、本発明においては、以上のようなホ
ログラムカラーフィルターと、基板ガラス、ガラスブロ
ック、反射防止膜、さらには、偏光フィルムを含むホロ
グラム光学素子と、既存の製造工程で作製されたそれ以
外の液晶パネル部材とを、別々の工程で作製し、最後の
工程で両部材を一体化するものである。このような一体
化工程を用いることにより、既存のカラー液晶表示装置
製造工程を大幅に変更することなく、本発明のホログラ
ムを用いた液晶表示装置を製造することができる。ホロ
グラム光学素子と他の液晶パネルとは光学接着剤等によ
って、両者共完成後に一体化させる。
In the present invention, the hologram color filter as described above, the substrate glass, the glass block, the antireflection film, and the hologram optical element including the polarizing film, and the hologram optical element manufactured by the existing manufacturing process are used. Other liquid crystal panel members are manufactured in separate steps, and both members are integrated in the final step. By using such an integration process, it is possible to manufacture the liquid crystal display device using the hologram of the present invention without significantly changing the existing manufacturing process of the color liquid crystal display device. The hologram optical element and the other liquid crystal panel are integrated after both are completed by an optical adhesive or the like.

【0028】以下、具体例によって本発明のホログラム
を用いた液晶表示装置とその製造方法を説明する。ま
ず、ホログラムカラーフィルター作製工程として、デュ
ポン社製のフォトポリマー感光材料である、オムニデッ
クス352ホログラム記録用フィルムを使用して、計算
機ホログラム(CGH)を原版として作製した図1のホ
ログラムアレー5のような複製用原版を元として、透過
型ホログラムの光学的密着複製を多面付けで行う。この
複製のための使用レーザーは、スペクトラフィジックス
社製アルゴンレザー、モデルSP2020−5w、51
4nm発振波長のものを使用した。
A liquid crystal display device using the hologram of the present invention and a method for manufacturing the same will be described below with reference to specific examples. First, in the hologram color filter manufacturing process, a computer-generated hologram (CGH) was used as an original plate to produce a hologram array 5 in FIG. 1 using an Omnidex 352 hologram recording film, which is a photopolymer photosensitive material manufactured by DuPont. Based on the original plate for duplication, optical contact duplication of the transmission hologram is performed in multiple faces. The laser used for this reproduction is Spectra Physics Argon Leather, model SP2020-5w, 51.
A 4 nm oscillation wavelength was used.

【0029】その後、単位面積当たり凡そ100mJ/
cm2 の露光量で紫外線を上記フィルムに照射した。続
いて、このフィルムに対して120℃で120分間加熱
を行った。
Then, about 100 mJ / unit area
The film was exposed to ultraviolet light with an exposure dose of cm 2 . Subsequently, this film was heated at 120 ° C. for 120 minutes.

【0030】このようにして得れたホログラムカラーフ
ィルターを多数個並列して記録したフィルムを各ホログ
ラム領域毎に打ち抜き、シート状に加工した。次に、こ
のホログラムシート10を、図7、図8に示すように、
基板ガラス18上に、ノーランド社製光学接着剤、製品
番号NOA61を間に介して接着した。その上に、図7
に示すように、偏光フィルム19、反射防止フィルム2
0の順で、上記と同じ光学接着剤を間に滴下して、ロー
ラーを用いて貼り付けた。あるいは、まずガラスブロッ
ク17(図5、図6)をホログラムシート10に同じ光
学接着剤を介して貼り付け、その入射側の面に偏光フィ
ルム19、反射防止フィルム20の順で、同様に貼り付
けた。上記光学接着剤は、紫外線ランプによる紫外線1
000mJ/cm2 照射して硬化させた。
A film in which a large number of hologram color filters thus obtained were recorded in parallel was punched out for each hologram region and processed into a sheet. Next, as shown in FIG. 7 and FIG.
It adhere | attached on the board | substrate glass 18 through the optical adhesive by Norland, product number NOA61. On top of that, FIG.
As shown in, the polarizing film 19 and the antireflection film 2
In the order of 0, the same optical adhesive as described above was dropped in between and stuck using a roller. Alternatively, first, the glass block 17 (FIGS. 5 and 6) is attached to the hologram sheet 10 via the same optical adhesive, and then the polarizing film 19 and the antireflection film 20 are attached in that order on the incident side surface thereof. It was The optical adhesive is 1
It was irradiated with 000 mJ / cm 2 and cured.

【0031】ここで、偏光フィルム19は、液晶表示装
置には欠くことのできない偏光素子であり、液晶パネル
6の入射側の偏光素子の役割を担う。ところで、偏光素
子19の偏光方向であるが、最終的にできあがる液晶表
示装置のバックライト3に対し、照明光がS偏光になる
ような方向に偏光フィルム19の偏光方向を選択するこ
とが望ましい。その理由は次の通りである。
Here, the polarizing film 19 is a polarizing element indispensable to the liquid crystal display device, and plays a role of a polarizing element on the incident side of the liquid crystal panel 6. By the way, regarding the polarization direction of the polarization element 19, it is desirable to select the polarization direction of the polarization film 19 so that the illumination light becomes S-polarized light with respect to the backlight 3 of the liquid crystal display device to be finally produced. The reason is as follows.

【0032】コーゲルニクの式(H.Kogelnik"Coupled W
ave Theory for Thick Hologram Gratings"Bell Syst.
Tech.,J.48,2909(1969) )より、透過型ホログラム10
のブラッグ条件下での回折効率ηは、 η= sin2 ν ・・・(1) ただし、νについては、S偏光についての値νS は、 νS =πΔnd/{λ( cosθ cosθS 1/2 } ・・・(2) P偏光についての値νP は、 νP =νS cos{2(φ−θ)} ・・・(3) となる(例えば、前記の“SPIE”vol.1507,pp.426-
434(1991) 参照)。ここで、記号は、dはホログラム1
0の干渉縞が記録されている有効厚、λは入射光の波
長、Δnはホログラム10媒質の平均屈折率nに対する
干渉縞の屈折率変調、φは干渉縞の法線のホログラム1
0の法線に対する角、θはホログラム10の法線に対し
て干渉縞への入射光のなすホログラム10内部での角、
θS は干渉縞によりブラッグ回折された1次光のホログ
ラム10内部でのホログラム10の法線に対する角であ
る。上記式(1)〜(3)により、ホログラム10の直
線偏光に対する回折効率ηは、S偏光の場合の方がP偏
光の場合よりも高い値となるためである。
Kogelnik's formula (H.Kogelnik "Coupled W
ave Theory for Thick Hologram Gratings "Bell Syst.
Tech., J.48,2909 (1969)), transmission hologram 10
The diffraction efficiency η under the Bragg condition is η = sin 2 ν (1) where, for ν, the value ν S for S-polarized light is ν S = πΔnd / {λ (cos θ cos θ S ) 1 / 2 } (2) The value ν P for P-polarized light is ν P = ν S cos {2 (φ-θ)} (3) (for example, “SPIE” vol. 1507, pp.426-
434 (1991)). Here, the symbol is d, which is hologram 1.
0 is the effective thickness at which interference fringes are recorded, λ is the wavelength of the incident light, Δn is the refractive index modulation of the interference fringes with respect to the average refractive index n of the hologram 10 medium, and φ is the hologram 1 of the normal of the interference fringes.
The angle with respect to the normal line of 0, θ is the angle within the hologram 10 formed by the incident light on the interference fringes with respect to the normal line of the hologram 10,
θ S is the angle of the first-order light Bragg-diffracted by the interference fringes with respect to the normal line of the hologram 10 inside the hologram 10. This is because the diffraction efficiency η for the linearly polarized light of the hologram 10 becomes higher in the case of S-polarized light than in the case of P-polarized light according to the above formulas (1) to (3).

【0033】次に、このようにして製作したホログラム
光学素子を、別の工程で作製されたブラック・マトリッ
クス、液晶層、TFT、導電層(ITO)等からなる液
晶パネル6(図7、図8では、着色セル1′及びその間
に設けられたブラック・マトリックス4からなるカラー
フィルター1が入射側に設けられている。)の入射側
に、図7、図8に示すように、ノーランド社製光学接着
剤、製品番号NOA61を使用して一体に接着する。こ
の最後の工程では、ホログラム光学素子側のホログラム
10の画素の位置見当と液晶パネル6側のブラックマ・
トリックス4によって規定される画素の位置見当とを精
度良く合わせて接着しなくてはならない。これを達成す
るために、位置見当マーカーを両基板に設置しておく。
このマーカー同士を一致させてから一体化したホログラ
ムカラーフィルターは良好な位置合わせ精度を得ること
ができた。
Next, the holographic optical element manufactured in this manner is used in a liquid crystal panel 6 (FIGS. 7 and 8) including a black matrix, a liquid crystal layer, a TFT, a conductive layer (ITO), etc., which are manufactured in another process. The color filter 1 consisting of the colored cells 1'and the black matrix 4 provided therebetween is provided on the incident side.) As shown in FIGS. Glue them together using an adhesive, product number NOA61. In this last step, the position of the pixel of the hologram 10 on the hologram optical element side and the black mark on the liquid crystal panel 6 side
The position registration of the pixel defined by the trick 4 must be accurately aligned and adhered. To achieve this, position registration markers are placed on both substrates.
The hologram color filter in which the markers are matched and then integrated can obtain good alignment accuracy.

【0034】以上のような方法を用いることにより、液
晶表示装置、特に図9に示すような液晶プロジェクター
用の液晶表示装置の既存の製造ラインを大幅に変更する
ことなく、液晶パネルを作製することができる。図9に
おいて、上記のようにしてホログラムカラーフィルター
10と一体化したカラー液晶表示装置21は、メタルハ
ライドランプ11と放物面鏡12からなるバックライト
光源により照明され、そのカラー表示像は、投影レンズ
22によって結像用スクリーン23上に拡大投影され、
観察者に拡大表示される。
By using the method as described above, a liquid crystal panel can be manufactured without significantly changing the existing manufacturing line of a liquid crystal display device, particularly a liquid crystal display device for a liquid crystal projector as shown in FIG. You can In FIG. 9, the color liquid crystal display device 21 integrated with the hologram color filter 10 as described above is illuminated by a backlight light source including a metal halide lamp 11 and a parabolic mirror 12, and the color display image is projected by a projection lens. 22 is enlarged and projected on the imaging screen 23,
It is enlarged and displayed to the observer.

【0035】以上、本発明のホログラムを用いた液晶表
示装置とその製造方法を、実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。
The liquid crystal display device using the hologram of the present invention and the method for manufacturing the same have been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムを用いた液晶表示装置とその製造方法によ
ると、異なる色画素情報を表示する液晶セルが周期的に
配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に制御され
る液晶パネルを作製し、これとは別に、入射する照明光
を分光して、対応する色の液晶セルに入射させる、単数
又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録され
たホログラムからなるカラーフィルターを作製し、作製
されたホログラムからなるカラーフィルターを別に作製
された液晶パネルの照明光入射側に一体に接着するの
で、既存の液晶表示装置製造工程を大幅に変更すること
なく、ホログラムを用いた液晶表示装置を製造すること
ができる。なお、カラーフィルターのホログラム層を組
み込んだまま液晶パネル製造工程を流さずに済むため、
ホログラムからなるカラーフィルターは高温に曝されて
劣化する恐れがなくなる。そして、本発明において、ホ
ログラムからなるカラーフィルターの照明光入射側に、
表面反射を防ぐための反射防止層又はプリズムが設けら
れているので、光の利用効率を向上させることができる
ものである。
As is apparent from the above description, according to the liquid crystal display device using the hologram of the present invention and the manufacturing method thereof, liquid crystal cells for displaying different color pixel information are periodically arranged, and each liquid crystal A liquid crystal panel in which the transmission states of the cells are controlled separately is prepared, and separately from this, a single hologram or a plurality of holograms that are dispersed, which split incident illumination light and enter the corresponding liquid crystal cells, or Since a color filter composed of a hologram recorded in multiplex is manufactured and the color filter composed of the manufactured hologram is integrally bonded to the illumination light incident side of a separately manufactured liquid crystal panel, the existing liquid crystal display device manufacturing process can be significantly improved. It is possible to manufacture a liquid crystal display device using a hologram without changing the above. Since the liquid crystal panel manufacturing process does not have to be performed with the hologram layer of the color filter incorporated,
The color filter consisting of a hologram is not exposed to high temperature and is not likely to deteriorate. And in the present invention, on the illumination light incident side of the color filter made of a hologram,
Since the antireflection layer or the prism for preventing the surface reflection is provided, the light utilization efficiency can be improved.

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

【図1】本発明において使用するホログラムカラーフィ
ルターの第1の形態のものの代表的なものの原理と作用
を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the principle and action of a typical one of a first form of a hologram color filter used in the present invention.

【図2】第2の形態のホログラムカラーフィルターの原
理と作用を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a sectional view for explaining the principle and operation of the hologram color filter of the second embodiment.

【図3】ホログラムカラーフィルターに反射防止手段を
設けた様子を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a state in which a hologram color filter is provided with antireflection means.

【図4】反射防止手段として反射防止膜を設けた様子を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which an antireflection film is provided as an antireflection means.

【図5】反射防止手段としてガラスブロックを設けた様
子を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a glass block provided as an antireflection means.

【図6】図5のガラスブロックの入射側の面に反射防止
膜を設けた様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which an antireflection film is provided on the incident side surface of the glass block of FIG.

【図7】本発明におけるホログラムを用いた液晶表示装
置の組み立て順を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an assembly sequence of a liquid crystal display device using a hologram according to the present invention.

【図8】他の液晶表示装置の組み立て順を説明するため
の図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an assembly order of another liquid crystal display device.

【図9】本発明の液晶表示装置を用いた液晶プロジェク
ターの構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal projector using the liquid crystal display device of the present invention.

【図10】従来の液晶表示装置の照明方法を説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional illumination method for a liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カラーフィルター(従来型) 1′…着色セル 3…バックライト 4…ブラック・マトリックス 5…ホログラムアレー 5′…微小ホログラム 6…液晶表示素子(液晶パネル) 6′…液晶セル 10…カラーフィルター(ホログラム) 11…光源 12…放物面鏡 14…反射防止手段 15…ホログラムアレー 15′…微小ホログラム 16…反射防止膜 16′…ホログラム 17…ガラスブロック 17′…ホログラム 18…基板ガラス 19…偏光フィルム 20…反射防止フィルム 21…カラー液晶表示装置 22…投影レンズ 23…結像用スクリーン 1 ... Color filter (conventional type) 1 '... colored cell 3 ... Backlight 4 ... Black Matrix 5 ... Hologram array 5 '... micro hologram 6 ... Liquid crystal display element (liquid crystal panel) 6 '... liquid crystal cell 10 ... Color filter (hologram) 11 ... Light source 12 ... Parabolic mirror 14 ... Antireflection means 15 ... Hologram array 15 '... Micro hologram 16 ... Antireflection film 16 '... Hologram 17 ... Glass block 17 '... Hologram 18 ... Substrate glass 19 ... Polarizing film 20 ... Antireflection film 21 ... Color liquid crystal display device 22 ... Projection lens 23 ... Imaging screen

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 異なる色画素情報を表示する液晶セルが
周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に
制御される液晶パネルの照明光入射側に、入射する照明
光を分光して、対応する色の液晶セルに入射させる、単
数又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録さ
れたホログラムからなるカラーフィルターが接着一体化
されており、 その ホログラムからなるカラーフィルターの照明光入射
側に、表面反射を防ぐための反射防止層が設けられてい
ることを特徴とするホログラムを用いた液晶表示装置。
1. A liquid crystal cell for displaying different color pixel information
Periodically arranged, the transmission state of each liquid crystal cell is different
Illumination that is incident on the illumination light incident side of the controlled LCD panel
The light is split and made to enter the liquid crystal cell of the corresponding color.
Number or multiple holograms superposed or multiple recorded
Integrated color filter consisting of a hologram
Are, the liquid crystal display device in which the illumination light incident side of the color filter consisting of a hologram, using a hologram, characterized in that the anti-reflection layer for preventing the surface reflection is provided.
【請求項2】 異なる色画素情報を表示する液晶セルが
周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に
制御される液晶パネルの照明光入射側に、入射する照明
光を分光して、対応する色の液晶セルに入射させる、単
数又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録さ
れたホログラムからなるカラーフィルターが接着一体化
されており、 その ホログラムからなるカラーフィルターの照明光入射
側に、表面反射を防ぐためのプリズムが設けられている
ことを特徴とするホログラムを用いた液晶表示装置。
2. A liquid crystal cell for displaying different color pixel information
Periodically arranged, the transmission state of each liquid crystal cell is different
Illumination that is incident on the illumination light incident side of the controlled LCD panel
The light is split and made to enter the liquid crystal cell of the corresponding color.
Number or multiple holograms superposed or multiple recorded
Integrated color filter consisting of a hologram
Are, the liquid crystal display device using a hologram to the illumination light incident side of the color filter consisting of the hologram, characterized in that the prism to prevent the surface reflection is provided.
【請求項3】 請求項1又は2において、ホログラムか
らなるカラーフィルターの照明光入射側に、照明光を直
線偏光へ変換するための偏光素子が設けられていること
を特徴とするホログラムを用いた液晶表示装置。
3. The hologram according to claim 1 or 2, wherein a polarizing element for converting the illumination light into linearly polarized light is provided on the illumination light incident side of the color filter composed of the hologram. Liquid crystal display device.
【請求項4】 請求項において、直線偏光の向きがホ
ログラムからなるカラーフィルターの照明光入射面に対
してS偏光となるように、前記偏光素子の偏光方向が選
択されていることを特徴とするホログラムを用いた液晶
表示装置。
4. The polarization direction of the polarizing element according to claim 3 , wherein the polarization direction of the polarizing element is selected so that the direction of linearly polarized light is S-polarized with respect to the illumination light incident surface of the color filter formed of a hologram. Liquid crystal display device using a hologram.
【請求項5】 異なる色画素情報を表示する液晶セルが
周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に
制御される液晶パネルを作製する液晶パネル作製工程
と、入射する照明光を分光して、対応する色の液晶セル
に入射させる、単数又は重畳された複数のホログラム、
又は、多重記録されたホログラムからなるカラーフィル
ターを作製するホログラムカラーフィルター作製工程
と、作製された前記のホログラムからなるカラーフィル
ターを別に作製された前記の液晶パ ネルの照明光入射側
に一体に接着する接着工程とからなり、前記ホログラム
カラーフィルター作製工程において、前記のホログラム
からなるカラーフィルターの照明光入射側に、表面反射
を防ぐための反射防止層を設けておくことを特徴とす
ログラムを用いた液晶表示装置の製造方法。
5. A liquid crystal cell for displaying different color pixel information
Periodically arranged, the transmission state of each liquid crystal cell is different
Liquid crystal panel manufacturing process for manufacturing controlled liquid crystal panel
And the incident illumination light is separated, and the corresponding color liquid crystal cell
A single hologram or a plurality of superimposed holograms,
Or a color fill consisting of multiple recorded holograms
Hologram color filter manufacturing process
And a color fill consisting of the above-mentioned hologram produced
Illumination light incident side of the liquid crystal panel of the terpolymer was separately from produced the
In the hologram color filter producing step, an antireflection layer for preventing surface reflection is provided on the illumination light incident side of the hologram color filter. you
Method of manufacturing a liquid crystal display device using holograms.
【請求項6】 異なる色画素情報を表示する液晶セルが
周期的に配置され、各々の液晶セルの透過状態が別々に
制御される液晶パネルを作製する液晶パネル作製工程
と、入射する照明光を分光して、対応する色の液晶セル
に入射させる、単数又は重畳された複数のホログラム、
又は、多重記録されたホログラムからなるカラーフィル
ターを作製するホログラムカラーフィルター作製工程
と、作製された前記のホログラムからなるカラーフィル
ターを別に作製された前記の液晶パネルの照明光入射側
に一体に接着する接着工程とからなり、前記ホログラム
カラーフィルター作製工程において、前記のホログラム
からなるカラーフィルターの照明光入射側に、表面反射
を防ぐためのプリズムを設けておくことを特徴とするホ
ログラムを用いた液晶表示装置の製造方法。
6. A liquid crystal cell for displaying different color pixel information
Periodically arranged, the transmission state of each liquid crystal cell is different
Liquid crystal panel manufacturing process for manufacturing controlled liquid crystal panel
And the incident illumination light is separated, and the corresponding color liquid crystal cell
A single hologram or a plurality of superimposed holograms,
Or a color fill consisting of multiple recorded holograms
Hologram color filter manufacturing process
And a color fill consisting of the above-mentioned hologram produced
Illumination light incident side of the liquid crystal panel prepared separately
Consists of a bonding step of bonding together, in the hologram color filter manufacturing process, the illumination light incident side of the color filter composed of the hologram, it said that you provide a prism for preventing surface reflection A method for manufacturing a liquid crystal display device using a hologram.
【請求項7】 前記ホログラムカラーフィルター作製工
程において、前記のホログラムからなるカラーフィルタ
ーの照明光入射側に、照明光を直線偏光へ変換するため
の偏光素子を設けておくことを特徴とする請求項5又は
記載のホログラムを用いた液晶表示装置の製造方法。
7. A polarizing element for converting the illumination light into linearly polarized light is provided on the illumination light incident side of the hologram color filter in the hologram color filter manufacturing step. 5 or
7. A method for manufacturing a liquid crystal display device using the hologram according to 6 .
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