JP5097371B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶プロジェクタ等に用いられる液晶表示装置に関し、特に、コントラスト比の低下を防止することができる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device used for a liquid crystal projector and the like, and more particularly to a liquid crystal display device capable of preventing a reduction in contrast ratio.
一般に、液晶プロジェクタに用いられている液晶パネルは、通常のパーソナルコンピュータやテレビジョンのモニタに比べて画素サイズが非常に小さい。このため、投射する光が各画素の光透過部分及び非透過部分の縁部で回折する際の回折角が大きく、またその回折量が多くなるといった現象が生じる。 In general, a liquid crystal panel used in a liquid crystal projector has a very small pixel size compared to a normal personal computer or television monitor. For this reason, a phenomenon occurs in which the diffraction angle when the projected light is diffracted at the edge of the light transmitting portion and the non-transmitting portion of each pixel is large and the amount of diffraction is large.
ここで、表示される画像のコントラスト比(CR:Contrast Ratio)は白表示と黒表示の輝度比で定義される。白表示のときには、透過光量が多いため、光が画素の光透過部分及び非透過部分の縁部で回折する影響をほとんど受けないが、黒表示のときには、光の進行方向の前方に配置された偏光素子と後方に配置された偏光素子との間で、光が画素の光透過部分及び非透過部分の縁部において回折してしまう。すると、2つの偏光素子同士の間で光の進行方向及び偏光方向が変わり、この結果として光の漏れが生じて輝度が上昇してしまう。このため、表示される画像のCRが低下してしまう欠点があった。 Here, the contrast ratio (CR: Contrast Ratio) of the displayed image is defined by the luminance ratio of white display and black display. In white display, since the amount of transmitted light is large, the light is hardly affected by diffraction at the edge of the light transmission part and non-transmission part of the pixel, but in black display, it is arranged in front of the light traveling direction. Light is diffracted between the polarizing element and the polarizing element disposed at the rear at the edge of the light transmitting portion and the non-transmitting portion of the pixel. Then, the light traveling direction and the polarization direction change between the two polarizing elements, and as a result, light leakage occurs and the luminance increases. For this reason, there is a drawback that the CR of the displayed image is lowered.
また、液晶パネルは、液晶分子の配向方向を電圧によって制御することで透過光量を調整しているが、液晶分子の配向速度が遅いために他方式のディスプレイ(CRT等)に比べて動作速度が遅く、一般に動画を表示する性能が劣っていた。 In addition, the liquid crystal panel adjusts the amount of transmitted light by controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules by voltage. However, since the alignment speed of the liquid crystal molecules is slow, the operation speed is faster than other types of displays (CRT, etc.). Slow and generally inferior in performance to display moving images.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、光の回折を解消することでCRの低下を防止することができ、また高速動作も可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing a decrease in CR by eliminating light diffraction and capable of high-speed operation. is there.
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
(1) 入射光を回折させる画像表示部材と、
前記画像表示部材によって回折された回折光を集光する結像部材と、
前記結像部材によって集光された光を合成する光学素子と、を備えた液晶表示装置であって、
前記画像表示部材が所定の画素配列を有する液晶パネルであって、前記光学素子が光透過性を有する基板と、前記画像表示部材に対応する画素層とを有する画素構造フィルタであり、前記画素層が、前記液晶パネルの画素配列に対して点対称である画素配列を有することを特徴とする液晶表示装置。
(2) 前記結像部材がレンズ又はミラーであることを特徴とする上記1に記載の液晶表示装置。
(3) 前記画像表示部材に対して光入射側と前記光学素子の光射出側とに、それぞれ偏光素子を設けたことを特徴とする上記1又は2に記載の液晶表示装置。
(4) 前記画像表示部材が、前記基板に形成された液晶層を有することを特徴とする上記1から3のいずれか1つに記載の液晶表示装置。
(5) 前記結合部材が一対のレンズであって、一方のレンズが回折光を平行光にし、他方のレンズが前記平行光を前記光学素子に集光することを特徴とする上記1から4のいずれか1つに記載の液晶表示装置。
(6) 入射光を回折させる第1の画像表示部材と、
前記第1の画像表示部材によって回折された回折光を集光する結像部材と、
前記結像部材によって集光された光を合成する第2の画像表示部材と、を備えた液晶表示装置であって、
前記第1の画像表示部材及び第2の画像表示部材がそれぞれ所定の画素配列を有する液晶パネルであって、前記液晶パネルが、光透過性のパネル基板と、前記パネル基板に形成された液晶層と、画素層とを有し、前記第2の画像表示部材の前記画素層が、前記第1の画像表示部材の前記画素層の画素配列に対して点対称である画素配列を有し、入射光に与える位相差は、前記液晶パネルそれぞれが半分であることを特徴とする液晶表示装置。
(7) 前記結像部材がレンズ又はミラーであることを特徴とする上記6に記載の液晶表示装置。
(8) 前記第1の画像表示部材に対して光入射側と前記第2の画像表示部材の光射出側とに、それぞれ偏光素子を設けたことを特徴とする上記6又は7に記載の液晶表示装置。
(9) 前記第1の画像表示部材の前記液晶層が前記パネル基板において前記画素層より光入射側に形成されていることを特徴とする上記6から8のいずれか1つに記載の液晶表示装置。
(10) 前記第2の画像表示部材の前記液晶層が前記パネル基板において前記画素層より光出射側に形成されていることを特徴とする上記6から9のいずれか1つに記載の液晶表示装置。
(11) 前記結合部材が一対のレンズであって、一方のレンズが回折光を平行光にし、他方のレンズが前記平行光を前記光学素子に集光することを特徴とする上記6から10のいずれか1つに記載の液晶表示装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) an image display member that diffracts incident light;
An imaging member that condenses the diffracted light diffracted by the image display member;
An optical element that synthesizes the light collected by the imaging member, and a liquid crystal display device comprising:
The image display member is a liquid crystal panel having a predetermined pixel arrangement, and the optical element is a pixel structure filter having a light-transmissive substrate and a pixel layer corresponding to the image display member, and the pixel layer Has a pixel array that is point-symmetric with respect to the pixel array of the liquid crystal panel .
(2) The liquid crystal display device as described in (1) above, wherein the imaging member is a lens or a mirror.
( 3 ) The liquid crystal display device as described in 1 or 2 above, wherein polarizing elements are respectively provided on the light incident side and the light emitting side of the optical element with respect to the image display member.
(4) the image display member, a liquid crystal display device according to any one of the above 1 to 3, characterized in that it comprises a liquid crystal layer formed on the substrate.
(5) the coupling member is a pair of lenses, one lens into parallel light diffracted light, from the 1 other lens is characterized by condensing the parallel light to the optical element 4 The liquid crystal display device according to any one of the above.
( 6 ) a first image display member that diffracts incident light;
An imaging member that collects the diffracted light diffracted by the first image display member;
A second image display member that synthesizes the light collected by the imaging member, and a liquid crystal display device comprising:
The first image display member and the second image display member each have a predetermined pixel arrangement, and the liquid crystal panel includes a light transmissive panel substrate and a liquid crystal layer formed on the panel substrate. When, and a pixel layer, the pixel layer of said second image display member, have a pixel array which is point symmetrical with respect to the pixel arrangement of the pixel layer of the first image display member, the incident A liquid crystal display device characterized in that each of the liquid crystal panels has a half phase difference applied to light .
(7) The liquid crystal display device according to the 6, wherein the imaging member is a lens or mirror.
( 8 ) The liquid crystal as described in 6 or 7 above, wherein polarizing elements are respectively provided on the light incident side and the light emitting side of the second image display member with respect to the first image display member. Display device.
(9) The liquid crystal display according to any one of the 6 8, characterized in that said liquid crystal layer of the first image display member is formed on the light incident side of the pixel layer in the panel substrate apparatus.
(10) The liquid crystal display according to any one of the 6 9, characterized in that said liquid crystal layer of the second image display member is formed on the light emitting side of the pixel layer in the panel substrate apparatus.
(11) the coupling member is a pair of lenses, one lens into parallel light diffracted light, from the 6 to the other lens is characterized by condensing the parallel light to the
本発明にかかる液晶表示装置は、光を画像表示部材によって回折させた後、結像部材によって光学素子に合成する構成であり、光学素子が、画像表示部材の画素配列と光学的に共役な位置であって、画像表示部材の画素配列と点対称な画素配列となるように、構成されている。このように、入射した光を画像表示部材で一旦回折させ、結像部材によって光学素子に再度合成することで、回折を防止することができる。このため、入射光と出射光との進行方向及び偏光方向が変わることがないため、光の漏れが生じて輝度が上昇してしまうことを防止できる。したがって、表示される画像のCRが低下することを防止することができる。
また、第1の画像表示部材及び第2の画像表示部材をそれぞれ液晶パネルとすることで、液晶パネル一枚あたりの負担を半分に減らすことができ、動作速度を高めることができる。これにより、単純計算で2倍の高速動作が可能になる。具体的には、入射光に与える位相差は、液晶パネル一枚あたり半分で済むので、それに応じて液晶分子の配向制御量も約半分で済み、その結果、高速動作が可能になるためである。
The liquid crystal display device according to the present invention has a configuration in which light is diffracted by an image display member and then combined with an optical element by an imaging member, and the optical element is positioned optically conjugate with the pixel arrangement of the image display member. However, the pixel array of the image display member is configured to be symmetric with respect to the pixel array. In this way, the incident light can be once diffracted by the image display member and synthesized again with the optical element by the image forming member, thereby preventing diffraction. For this reason, since the advancing direction and polarization direction of incident light and outgoing light do not change, it is possible to prevent light from leaking and increasing luminance. Therefore, it is possible to prevent the CR of the displayed image from being lowered.
Further, by using each of the first image display member and the second image display member as a liquid crystal panel, the load per liquid crystal panel can be reduced to half and the operation speed can be increased. As a result, it is possible to operate twice as fast with simple calculation. Specifically, the phase difference given to the incident light only needs to be halved for each liquid crystal panel, and accordingly, the alignment control amount of the liquid crystal molecules can be halved, resulting in high-speed operation. .
本発明によれば、光の回折を解消することでCRの低下を防止することができ、また高速動作も可能な液晶表示装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of preventing a decrease in CR by eliminating light diffraction and capable of high-speed operation.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1(a)は、本発明にかかる液晶表示装置の第1実施形態を説明する図であり、図1(b)は、画像表示部材の画素配列構造を示す図であり、図1(c)は、光学素子の画素配列構造を示す図である。なお、図1(b)は、画素表示部材を結像部材側から平面視した状態を示し、図1(c)は、光学素子を結像部材側とは反対側から平面視した状態を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a diagram for explaining a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing a pixel arrangement structure of an image display member, and FIG. ) Is a diagram showing a pixel arrangement structure of optical elements. 1B shows a state in which the pixel display member is viewed in plan from the imaging member side, and FIG. 1C shows a state in which the optical element is viewed in plan from the side opposite to the imaging member side. ing.
本実施形態の液晶表示装置10は、例えば、液晶プロジェクタに用いられるものである。図1(a)に示すように、液晶表示装置10は、入射光Linを回折させる画像表示部材11と、画像表示部材11によって回折された回折光を集光する結像部材13a,13bと、結像部材13a,13bによって集光された光を合成する光学素子12とを備えている。
The liquid
本実施形態において、結合部材13a,13bが一対のレンズであって、一方のレンズ13aが回折光を平行光にし、他方のレンズ13bが平行光を光学素子12に集光している。画像表示部材11と一方のレンズ13aとの間の距離及び他方のレンズ13bと光学素子12との間の距離をfとしたとき、レンズ13a,13b同士の間の距離を2fとする。こうすることで、回折光を光学素子12に適正に集光させることができる。
In the present embodiment, the
液晶表示装置10は、画像表示部材11に対して光入射側に偏光素子14を形成してもよい。また、光学素子12の光出射側に偏光素子15を形成してもよい。
In the liquid
本実施形態では、画像表示部材11として液晶パネルを使用している。図1(b)に示すように、画像表示部材11は、光透過性を有するパネル基板11aを有し、パネル基板11aには画素層21が形成されている。画素層21は、所定の画素配列を有している。
In the present embodiment, a liquid crystal panel is used as the
図2は、画像表示部材の構成を示す図である。図2に示すように、画像表示部材11のパネル基板11aには画素層21とともに液晶層23が形成されている。ここで、液晶層23が画素層21より光入射側に形成されている。こうすることで、入射光Linに回折が生じた後に液晶層23を通過させると光の位相が変化することに起因して光学素子12において光が適正に合成されないことを回避することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the image display member. As shown in FIG. 2, a
結像部材13a,13bは、画像表示部材11によって直進する光(図1において、0次光L0)から回折した入射光Linの各波長の回折光(図1においては、1次光L1、2次光L2)を光学素子12へ集光させる機能を有する。結像部材13a,13bとして、レンズ又はミラーを使用することができる。
The
図3は、光学素子の構成を示す図である。図1(c)及び図3に示すように、光学素子12は、結像部材13bによって集光された回折光(L1からL3)を再び合成する機能を有している。光学素子12によって合成された光Loutは、液晶プロジェクタの場合には、プロジェクタレンズに導かれ、スクリーンに投影される。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the optical element. As shown in FIGS. 1C and 3, the
光学素子12としては、光透過性を有する基板12aと、所定の画素配列を有する画素層22とを有する画素構造フィルタを使用する。光学素子12は、画像表示部材11の画素配列に対して点対称である画素配列を有することを特徴とする。具体的には、図1(b)及び(c)に示すように、光学素子12を結像部材13a,13b側とは反対側から平面視した状態の画素配列の1の画素の座標が、該画素配列の中心座標から180°回転させた状態で、画像表示部材11を結像部材13a,13b側から平面視した状態における画素配列上の座標に相当する。言い換えると、図1(b)に示す画素表示部材11の画素配列のx1軸の方向が、図1(c)に示す光学素子12の画素配列のx2軸の方向に相当し、画素表示部材11の画素配列のy1軸の方向が、図1(c)に示す光学素子12の画素配列のy2軸の方向に相当する。
As the
本実施形態において、画像表示部材11と結像部材13aとの距離と結像部材13bと光学素子12との距離との位置関係が、画像表示部材11の回折光を光学素子12で合成することができるように光学的に共役な関係となるように配置されている。
In the present embodiment, the positional relationship between the distance between the
本発明にかかる液晶表示装置10は、光を画像表示部材11によって回折させた後、結像部材13a,13bによって光学素子12に合成する構成であり、光学素子12が、画像表示部材11の画素配列と光学的に共役な位置であって、画像表示部材11の画素配列と点対称な画素配列となるように、構成されている。このように、入射した光を画像表示部材11で一旦回折させ、結像部材13a,13bによって光学素子12に再度合成することで、回折を防止することができる。このため、入射光Linと出射光Loutとの進行方向及び偏光方向が変わることがないため、光の漏れが生じて輝度が上昇してしまうことを防止できる。したがって、表示される画像のCRが低下することを防止することができる。
The liquid
次に、本実施形態にかかる液晶表示装置の実施例を説明する。
本実施例の液晶表示装置は、画像表示部材として、画素のピッチdが25μmの液晶パネルを使用し、波長λ=550nmの±1次回折角を±1.26°とし、±3次までの回折角を±3.78°とした。結像部材としては、液晶パネルへの光入射角の広がり(約±10°)を考慮して、±14°の範囲を網羅する焦点距離f=50mmのレンズ(直径50mm以上が望ましい。フレネルレンズでもよい。)を使用した。液晶パネルとレンズとの距離を100mmとし、レンズと画素構造フィルタとの距離を100mmとした。そして、液晶パネルで回折した光をレンズにより光学素子である画素構造フィルタに集光し、回折の逆の過程により合成した。本実施例によれば、CRの低下を防止することができた。
Next, examples of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described.
In the liquid crystal display device of this embodiment, a liquid crystal panel having a pixel pitch d of 25 μm is used as an image display member, the ± first-order diffraction angle of wavelength λ = 550 nm is ± 1.26 °, and the rotation to the ± 3rd-order. The folding angle was ± 3.78 °. As an imaging member, a lens with a focal length f = 50 mm covering a range of ± 14 ° (a diameter of 50 mm or more is desirable in consideration of the spread of the light incident angle to the liquid crystal panel (about ± 10 °). But you can use it.) The distance between the liquid crystal panel and the lens was 100 mm, and the distance between the lens and the pixel structure filter was 100 mm. Then, the light diffracted by the liquid crystal panel was condensed by a lens onto a pixel structure filter, which is an optical element, and synthesized by the reverse process of diffraction. According to this example, it was possible to prevent a decrease in CR.
なお、回折角θは、θ=sin-1(mλ/d)であらわすことができる。ここで、dsinθ=mλであり、mを回折次数とし、dを画素間隔とし、λを波長とした。 The diffraction angle θ can be expressed as θ = sin −1 (mλ / d). Here, dsinθ = mλ, m is the diffraction order, d is the pixel interval, and λ is the wavelength.
次に、本発明にかかる液晶表示装置の第2実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。 Next, a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention will be described. In the embodiments described below, members having the same configuration / action as those already described are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is simplified or omitted.
図4(a)は、本発明にかかる液晶表示装置の第2実施形態を説明する図であり、図4(b)は、第1の画像表示部材の画素配列構造を示す図であり、図4(c)は、第2の画像表示部材の画素配列構造を示す図である。なお、図4(b)は、第1の画素表示部材を結像部材側から平面視した状態を示し、図4(c)は、第2の画像表示部材を結像部材側から平面視した状態を示している。 FIG. 4A is a diagram for explaining a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 4B is a diagram showing a pixel arrangement structure of the first image display member. FIG. 4C is a diagram illustrating a pixel arrangement structure of the second image display member. 4B shows a state in which the first pixel display member is viewed in plan from the imaging member side, and FIG. 4C is a plan view in which the second image display member is viewed from the imaging member side. Indicates the state.
本実施形態の液晶表示装置20は、例えば、液晶プロジェクタに用いられるものである。図4(a)に示すように、液晶表示装置20は、入射光Linを回折させる第1の画像表示部材11と、第1の画像表示部材11によって回折された回折光を集光する結像部材13a,13bと、結像部材13a,13bによって集光された光を合成する第2の画像表示部材32とを備えている。
The liquid
液晶表示装置20は、第1の画像表示部材11に対して光入射側に偏光素子14を形成してもよい。また、第2の画像表示部材32の光出射側に偏光素子15を形成してもよい。
The liquid
本実施形態では、第1の画像表示部材11として液晶パネルを使用している。図4(b)に示すように、第1の画像表示部材11は、光透過性を有するパネル基板11aを有し、パネル基板11aには画素層21が形成されている。画素層21は、所定の画素配列を有している。
In the present embodiment, a liquid crystal panel is used as the first
図5は、第1の画像表示部材の構成を示す図である。図5に示すように、第1の画像表示部材11のパネル基板11aには画素層21とともに液晶層23が形成されている。ここで、液晶層23が画素層21より光入射側に形成されている。こうすることで、入射光Linに回折が生じた後に液晶層23を通過させると光の位相が変化することに起因して第2の画像表示部材32において光が適正に合成されないことを回避することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the first image display member. As shown in FIG. 5, a
結像部材13a,13bは、第1の画像表示部材11によって直進する光(図4において、0次光L0)から回折した入射光Linの各波長の回折光(図4においては、1次光L1、2次光L2)を光学素子32へ集光させる機能を有する。結像部材13a,13bとして、レンズ又はミラーを使用することができる。
The
図6は、第2の画像表示部材の構成を示す図である。図4(c)及び図6に示すように、第2の画像表示部材32は、結像部材13bによって集光された回折光(L1からL2)を再び合成する機能を有している。第2の画像表示部材32によって合成された光Loutは、液晶プロジェクタの場合には、プロジェクタレンズに導かれ、スクリーンに投影される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the second image display member. As shown in FIGS. 4C and 6, the second
第2の画像表示部材32としては、上記第1の画像表示部材11と同じ構成を有する液晶パネルを使用することができる。第2の画像表示部材32は、パネル基板32aに結合部材13b側に配置された画素層42と、合成された光Loutが出射される側に配置された液晶層45とを備えている。第2の画像表示部材32は、第1の画像表示部材11の画素配列に対して点対称である画素配列を有することを特徴とする。具体的には、図4(b)及び(c)に示すように、第2の画像表示部材32を結像部材13a,13b側から平面視した状態の画素配列の1の画素の座標が、該画素配列の中心座標から180°回転させた状態で、第1の画像表示部材11を結像部材13a,13b側から平面視した状態における画素配列上の座標に相当する。言い換えると、図4(b)に示す第1の画素表示部材11の画素配列のx1軸の方向が、図4(c)に示す第2の画像表示部材32の画素配列のx2軸の方向に相当し、第1の画素表示部材11の画素配列のy1軸の方向が、図4(c)に示す第2の画像表示部材32の画素配列のy2軸の方向に相当する。
As the second
本実施形態において、第1の画像表示部材11と結像部材13aとの距離fと結像部材13bと第2の画像表示部材32との距離fとの位置関係が、第1の画像表示部材11の回折光を第2の画像表示部材32で合成することができるように光学的に共役な関係となるように配置されている。
In the present embodiment, the positional relationship between the distance f between the first
本発明にかかる液晶表示装置20は、光を第1の画像表示部材11によって回折させた後、結像部材13a,13bによって第2の画像表示部材32に合成する構成であり、第2の画像表示部材32が、第1の画像表示部材11の画素配列と光学的に共役な位置であって、第1の画像表示部材11の画素配列と点対称な画素配列となるように、構成されている。このように、入射した光を第1の画像表示部材11で一旦回折させ、結像部材13a,13bによって第2の画像表示部材32に再度合成することで、回折を防止することができる。このため、入射光Linと出射光Loutとの進行方向及び偏光方向が変わることがないため、光の漏れが生じて輝度が上昇してしまうことを防止できる。したがって、表示される画像のCRが低下することを防止することができる。
また、第1の画像表示部材11及び第2の画像表示部材32をそれぞれ液晶パネルとすることで、液晶パネル一枚あたりの負担を半分に減らすことができ、動作速度を高めることができる。これにより、単純計算で2倍の高速動作が可能になる。具体的には、入射光に与える位相差は、液晶パネル一枚あたり半分で済むので、それに応じて液晶分子の配向制御量も約半分で済み、その結果、高速動作が可能になるためである。
The liquid
Further, by making each of the first
次に、本実施形態にかかる液晶表示装置の実施例を説明する。
本実施例の液晶表示装置は、第1の画像表示部材及び第2の画像表示部材として、それぞれ画素のピッチdが25μmの液晶パネルを使用し、波長λ=550nmの±1次回折角を±1.26°とし、±3次までの回折角を±3.78°とした。結像部材としては、液晶パネルへの光入射角の広がり(約±10°)を考慮して、±14°の範囲を網羅する焦点距離f=50mmのレンズ(直径50mm以上が望ましい。フレネルレンズでもよい。)を使用した。液晶パネルとレンズとの距離を100mmとし、レンズと画素構造フィルタとの距離を100mmとした。そして、液晶パネルで回折した光をレンズにより光学素子である画素構造フィルタに集光し、回折の逆の過程により合成した。本実施例によれば、CRの低下を防止することができた。
Next, examples of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described.
In the liquid crystal display device of this embodiment, a liquid crystal panel having a pixel pitch d of 25 μm is used as the first image display member and the second image display member, respectively, and ± 1st order diffraction angle of wavelength λ = 550 nm is ± 1. The diffraction angle up to ± 3rd order was ± 3.78 °. As an imaging member, a lens with a focal length f = 50 mm covering a range of ± 14 ° (a diameter of 50 mm or more is desirable in consideration of the spread of the light incident angle to the liquid crystal panel (about ± 10 °). But you can use it.) The distance between the liquid crystal panel and the lens was 100 mm, and the distance between the lens and the pixel structure filter was 100 mm. Then, the light diffracted by the liquid crystal panel was condensed by a lens onto a pixel structure filter, which is an optical element, and synthesized by the reverse process of diffraction. According to this example, it was possible to prevent a decrease in CR.
なお、回折角θは、θ=sin-1(mλ/d)であらわすことができる。ここで、dsinθ=mλであり、mを回折次数とし、dを画素間隔とし、λを波長とした。 The diffraction angle θ can be expressed as θ = sin −1 (mλ / d). Here, dsinθ = mλ, m is the diffraction order, d is the pixel interval, and λ is the wavelength.
また、本実施例において動画表示の一例として、黒表示から白表示に変換するときの工程を説明する。
図7は、動画表示において、液晶分子の配向制御のため印加する電圧(V)と光に与える位相差(リタデーションRe)との関係を示すグラフである。図7に示すように、黒表示時には、液晶層によって光に対して与えている位相差は0であるが、白表示時には所定の電圧V1を印加して位相差をλ/2とすることになる。本方式では、電圧を所定の電圧V2に制御して液晶層1層あたりλ/4の位相差を与えればよいので単純計算で1/2の負担になり、これに応じて、液晶分子の配向量も半分になるため、より早く動作させることができる。
In addition, as an example of moving image display in the present embodiment, a process when converting from black display to white display will be described.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the voltage (V) applied for controlling the alignment of liquid crystal molecules and the phase difference (retardation Re) applied to light in moving image display. As shown in FIG. 7, during black display, the phase difference given to the light by the liquid crystal layer is 0, but during white display, a predetermined voltage V 1 is applied to set the phase difference to λ / 2. become. In this method, it is sufficient to control the voltage to a predetermined voltage V 2 to give a phase difference of λ / 4 per liquid crystal layer. Since the amount of orientation is also halved, it can be operated faster.
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
光学素子としては、画像表示部材と同一の部材、例えば、同一の画素配列を有する液晶パネルを使用することができる。しかし、光学素子を画素構造フィルタとすることで構成部品のコストを低減させることができる。
また、第1実施形態において、画像表示部材と光学素子との配置を入れ換えてもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible.
As the optical element, the same member as the image display member, for example, a liquid crystal panel having the same pixel arrangement can be used. However, the cost of components can be reduced by using a pixel structure filter as the optical element.
In the first embodiment, the arrangement of the image display member and the optical element may be interchanged.
10,20 液晶表示装置
11 画像表示部材(第1の画像表示部材)
12 光学素子
13a,13b 結像部材
14,15 偏光素子
32 第2の画像表示部材
10, 20 Liquid
12
Claims (6)
前記第1の画像表示部材によって回折された回折光を集光する結像部材と、
前記結像部材によって集光された光を合成する第2の画像表示部材と、を備えた液晶表示装置であって、
前記第1の画像表示部材及び第2の画像表示部材がそれぞれ所定の画素配列を有する輝度変調用の液晶パネルであって、前記液晶パネルが、光透過性のパネル基板と、前記パネル基板に形成された液晶層と、画素層とを有し、前記第2の画像表示部材の前記画素層が、前記第1の画像表示部材の前記画素層の画素配列に対して点対称である画素配列を有しており、
入射光に与える位相差の半分の位相差を前記液晶パネルの各々において与えることを特徴とする液晶表示装置。 A first image display member that diffracts incident light;
An imaging member that collects the diffracted light diffracted by the first image display member;
A second image display member that synthesizes the light collected by the imaging member, and a liquid crystal display device comprising:
The first image display member and the second image display member are luminance modulation liquid crystal panels each having a predetermined pixel arrangement, and the liquid crystal panel is formed on the light transmissive panel substrate and the panel substrate. A pixel arrangement having a liquid crystal layer and a pixel layer, wherein the pixel layer of the second image display member is point-symmetric with respect to the pixel arrangement of the pixel layer of the first image display member has,
A liquid crystal display device characterized in that each of the liquid crystal panels has a phase difference that is half of the phase difference given to incident light.
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