JPH0643448A - Image display device - Google Patents

Image display device

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JPH0643448A
JPH0643448A JP8766593A JP8766593A JPH0643448A JP H0643448 A JPH0643448 A JP H0643448A JP 8766593 A JP8766593 A JP 8766593A JP 8766593 A JP8766593 A JP 8766593A JP H0643448 A JPH0643448 A JP H0643448A
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JP
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Application
Patent type
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intensity
light
image display
display device
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP8766593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Fujisawa
Mutsuji Watanabe
陸司 渡辺
克也 藤沢
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
株式会社クラレ
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Abstract

PURPOSE:To reduce deterioration in a picture quality caused by a shadow, etc., of a non-linear element part and a picture element electrode part for driving a liquid crystal of a liquid crystal cell, and also, to obtain an image of high contrast. CONSTITUTION:A phase grating 5 having a grating pattern in one direction, in which intensity of a + or - primary light to intensity of a '0'-order light is within a range of 60-180% in center wavelength of the image display device, and also, the sum total of intensity of the '0'-order light and intensity of the + or -primary light is >=80% in center wavelength against all the diffracted light is arranged between a liquid crystal 4 and a lens group 3, etc. As for the phase grating 5 having a grating pattern in two directions, intensity of the + or - primary light to intensity of the '0'-order light is within a range of 80-120%, and also, the sum total of intensity of the '0'-order light and intensity of the + or - primary light is >=75% against intensity of all the diffracted light.

Description

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

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶セルをライトバルブ(light valve)として用いた背面投射方式の液晶表示装置等の画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device of a liquid crystal display device such as a rear projection system using a liquid crystal cell as a light valve (light valve).

【0002】 [0002]

【従来の技術】この種の液晶表示装置は、光源からの光を液晶セルにその背面から照射し、この液晶セルの画像を液晶セルの前面側で目視観察するものである。 A liquid crystal display device of this type, the light from the light source is irradiated from the back to the liquid crystal cell, the image of the liquid crystal cell is to visually observe the front side of the liquid crystal cell. このように液晶セルを通過した光を目視することから、液晶セルの画素電極や導線の影が投影されて、画質が低下する場合がある。 Thus since viewing the light passing through the liquid crystal cell, is projected the shadow of the pixel electrodes and conductors of a liquid crystal cell, there is a case where the image quality is degraded. 特に、液晶セルの駆動方式として、各画素に薄膜トランジスタなどの非線形素子を組み込んだアクティブマトリクス方式を採用することにより、表示情報量を多くして、TV画像を表示可能としたものにあっては、このアクティブマトリクス形液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極部が不透明であるために、 In particular, as the driving method of the liquid crystal cell, by adopting an active matrix method incorporating the non-linear element such as a thin film transistor in each pixel, by increasing the display information amount, in the component which enables displaying the TV image, for non-linear element portion and a pixel electrode portions for driving the active matrix type liquid crystal is opaque,
これらのかなり濃い影が投影される。 These quite dark shadow is projected. 特に、レンズにより拡大して目視観察した場合、影が拡大されて画質が大きく低下する。 In particular, when visually observed to expand by the lens, the shadow is enlarged picture quality is greatly reduced. この非線形素子部や電極などの影による画質低下を解消するために、位相格子を液晶セルの前面側、つまり目視者側に設けることが提案されている。 In order to eliminate image quality degradation due to the shadow, such as the non-linear element portion and electrodes, the front side of the liquid crystal cell phase grating, i.e. be provided on the viewer side is proposed.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】かかる位相格子により画素電極部などの影による画質低下は防止できるものの、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて見えるという課題があった。 Although degradation in image quality due to shadows, such as the pixel electrode portions by THE INVENTION Problems to be Solved according phase grating can be prevented, and the contrast of the image is reduced, the image was a problem that look blurred. 本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、非線形素子部や電極などの影による画質低下を解消するとともに、画像のコントラストの低下割合を低減した画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above, as well as eliminate the degradation in image quality due to shadows, such as non-linear element portion and electrodes, to provide an image display device with a reduced rate of decrease in contrast of the image for the purpose.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の目的は、下記(1)または(2)の特徴を有する、ドット状の画素が2次元的に多数配列された画像表示器を備える画像表示装置を提供することにより達成される。 According to the present invention SUMMARY OF], the above object has the following characteristics (1) or (2), the dot-shaped pixels two-dimensionally arrayed image display It is achieved by providing an image display device provided. (1)0次光の強度に対する±1次光の強度が上記画像表示器の中心波長において60〜180%の範囲にあり、かつ0次光の強度と±1次光の強度との合計の強度が全回折光の強度に対して、上記中心波長において80 (1) the intensity of the ± 1-order light relative to the intensity of the 0-order light is the sum of the intensity of the in the range 60 to 180% at the center wavelength of the image display unit, and 0 the intensity of the primary light and the ± 1-order light strength against strength of all the diffracted light, 80 in the center wavelength
%以上である、1方向に格子パターンをもつ位相格子が画像表示器の表示光路に配置されてなる。 At least%, the phase grating having a grating pattern are arranged in a display optical path of the image display device in one direction. (2)0次光の強度に対する±1次光の強度が上記画像表示器の中心波長において80〜120%の範囲にあり、かつ0次光の強度と±1次光の強度との合計の強度が全回折光の強度に対して、上記中心波長において75 (2) the intensity of the ± 1-order light relative to the intensity of the 0-order light is the sum of the intensity of the in the range of 80% to 120% at the center wavelength of the image display unit, and 0 the intensity of the primary light and the ± 1-order light strength against strength of all the diffracted light, 75 in the center wavelength
%以上である、2方向に格子パターンをもつ位相格子が画像表示器の表示光路に配置されてなる。 Or more percent, a phase grating in two directions with a grid pattern are arranged in a display optical path of the image display device. なお、本発明における中心波長とは、画像表示器から出射する表示光の最短波長と最長波長との中心値(例えば、カラー画像表示器であれば赤色光と青色光との平均値)をいい(液晶表示装置においては一般に550nm)、全回折光とは、0次光および±1次以上の全ての回折光をいう。 Note that the center wavelength in the present invention means the center value of the shortest wavelength and the longest wavelength of the display light emitted from the image display device (e.g., the average value of the red light and blue light if the color image display) (typically 550nm in a liquid crystal display device), the total diffracted light refers to 0-order light and ± 1 order or more of all of the diffracted light.

【0005】 [0005]

【作用】本発明で用いられる液晶セルはTV、VTRの映像信号等を受けて、画像を表示するもので、その一例の概略平面図である図8に示すように、不透明な非線形素子部21および配線部22を有している。 [Action] crystal cell used in the present invention receives TV, a video signal such as a VTR, to display an image, as shown in FIG. 8 is a schematic plan view of one example, an opaque non-linear element portion 21 and it has a wiring portion 22. したがって、開口部(図中、斜線で示す)は一部分のみである。 Therefore, (in the figure, indicated by oblique lines) opening is only partially.
該液晶セルとレンズとの間、またレンズの目視者側(すなわち、液晶セルとは反対側)に位相格子を配置すると、開口部を通過して該位相格子に入射した光が回折作用により拡がることから、不透明な非線形素子部21および配線部22による影が目立たない。 Between the liquid crystal cell and the lens, also the lens viewer side (i.e., the liquid crystal cell opposite) Placing the phase grating, light incident on the phase grating passes through the opening expands by the diffraction action since, inconspicuous shade by the opaque non-linear element portion 21 and the wiring portion 22. さらに、本発明における位相格子は、画像表示装置の中心波長(例えば、550nm)において、0次光強度に対する±1次光の強度および全回折光の強度に対する0次光の強度等の合計が上記の特定範囲にあることから、±1次光で囲まれる領域の光の強度が高く、かつ同領域内において中心部の明るさと周波部の明るさとの比が適当であるため、コントラストの低下および画像のぼけを極めて低く抑えることができる。 Further, the phase grating of the present invention, the center wavelength of the image display device (e.g., 550 nm) in total such as strength of 0-order light to the intensity and the intensity of all diffracted light ± 1-order light relative to zero order light intensity above from that in a specific range, the ratio of the brightness of the brightness and frequency of the central portion higher intensity of light of a region surrounded by the ± 1 order light, and in the region is appropriate, reduction in contrast and image blur can be suppressed very low.

【0006】 [0006]

【実施例】以下、本発明の実施例につき図1を参照して詳細に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, will be described in detail with reference to attached Figure 1 in an embodiment of the present invention. 図1は本発明の画像表示装置の一例の概略構成図であって、バックライト(光源)1の光がアクティブマトリクス形液晶セル4の背面側Rから照射される。 Figure 1 is a schematic diagram of an example of an image display device of the present invention, a backlight (light source) 1 is irradiated with light from the back side R of the active matrix type liquid crystal cell 4. この液晶セル4の前面側、つまり、画像表示光が通る表示光路2には位相格子5が配置され、その前面側Fにはレンズ群3が設けられており、目視者の目6によって、レンズ群3を通して液晶セル上の画像が目視される。 Front side of the liquid crystal cell 4, i.e., the phase grating 5 is disposed in the display optical path 2 by the image display light passes through the lens group 3 is provided on its front side F, the eye 6 of the viewer, the lens images on the liquid crystal cell is visible through a group 3. バックライトとしては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド、蛍光ランプなどのランプと拡散板とを組み合わせたもの、上記ランプ、導光板および拡散板を組み合わせたものが利用される。 The backlight, a halogen lamp, a xenon lamp, a combination metal halide, and a lamp and a diffusion plate, such as a fluorescent lamp, a combination of the lamp, the light guide plate and the diffusion plate is used. また、位相格子5をレンズ群3の前面側F(目視者側)に配置してもよい。 It is also possible to place a phase grating 5 on the front side F of the lens unit 3 (visual side).

【0007】ここで、格子の高さおよび形状を種々変えることにより作製した位相格子について、非線形素子部や電極などの影による画質低下の解消と、画像コントラストの影響とを比較検討した結果を表1に示す。 [0007] Here, the phase grating fabricated by variously changing the height and shape of the grating, tables and eliminates the degradation in image quality due to shadows, such as non-linear element portion and electrodes, the results were compared and the effect of image contrast It is shown in 1. 表1より、(1)1方向に格子パターンをもつ位相格子では、 From Table 1, in the phase grating having a grating pattern (1) 1 direction,
0次光の強度に対する±1次光の強度が550nm(上記画像表示装置の中心波長)において60〜180%の範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する0次光の強度と±1次光の強度との合計が80%以上であり、(2) Strength of ± 1-order light relative to the intensity of the 0-order light is 550nm in (the central wavelength of the image display device) is in the range 60 to 180% and 0-order light intensity and ± 1-order light relative to the intensity of all diffracted light sum of the intensities of at least 80%, (2)
2方向に格子パターンをもつ位相格子では、0次光の強度に対する±1次光の強度が550nmにおいて80〜 In the phase grating in two directions with a grid pattern, 80 the intensity of the ± 1-order light relative to the intensity of the 0th order light at 550nm
120%の範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する0 In the range of 120%, and 0 to the intensity of all diffracted light
次光の強度と±1次光の強度との合計の強度が75%以上である場合、非線形素子部や電極などの影による画質低下を解消し、画像コントラストの低下割合を低減できることが明らかである。 If the intensity of the sum of the intensities of the next light intensity and ± 1-order light is 75% or more, and eliminate the degradation in image quality due to shadows, such as non-linear element portion and electrodes, it is clear that can reduce the rate of decrease in image contrast is there.

【表1】 [Table 1]

【0008】1方向に格子パターンをもつ位相格子の一例を図2に示す。 [0008] An example of a phase grating having in one direction a grid pattern in FIG. 図2に示す位相格子は、透明な基板部7と、この基板部7の一主面上の格子部8とからなっている。 Phase grating shown in FIG. 2 includes a transparent substrate 7 consists of a grating section 8 Metropolitan on one main surface of the substrate 7. この位相格子5は、基板部7の主面が表示光路2 The phase grating 5, the main surface display optical path 2 of the substrate 7
(図1)に対して垂直になり、かつ、格子部8の延在方向9が、前記液晶セル4と平行になるように配置されている。 (Figure 1) becomes perpendicular to and extending direction 9 of the grating portion 8 is disposed so as to be parallel to the liquid crystal cell 4. また、前記格子部8の配列方向10も液晶セル4 The arrangement direction 10 is also a liquid crystal cell 4 of the grating portion 8
と平行になるように配置されており、これによって格子部8は、表示光路2に対して直角な方向に配列されている。 Grating portion 8 are arranged so as to be, whereby the parallel and are arranged in a direction perpendicular to the display optical path 2.

【0009】本発明における2方向に格子パターンをもつ位相格子の一例を図3に示す。 [0009] One example of a phase grating having a grating pattern in two directions in the present invention shown in FIG. 図3に示す位相格子は平板11上に凸部12がドット状に縦横に配列されてなる。 Phase grating shown in FIG. 3 is the convex portions 12 are arrayed vertically and horizontally in a dot pattern on the flat plate 11.

【0010】本発明における位相格子の他の一例の概略斜視図を図4に示す。 [0010] A schematic perspective view of another example of the phase grating of the present invention shown in FIG. 図4に示す位相格子は互いに直交する2方向(X、Y)に格子パターンを有する。 Phase grating shown in FIG. 4 has two directions (X, Y) in a grid pattern orthogonal to each other. 該位相格子のX方向またはY方向に一致するI−(I)線断面図を図5に示す。 The X-direction or matching in the Y direction I- (I) line cross-sectional view of the phase grating shown in FIG. 図5に示すように、該位相格子における各格子パターンの高さ(凸部と凹部の高さの差)hは製造上等の誤差を除いて概ね一定である。 As shown in FIG. 5, the height (difference in height of the convex portion and the concave portion) h of each grid pattern in the phase grating is substantially constant except for the error of the manufacturing choice. ここで、X方向の格子パターンの高さとY方向の格子パターンの高さとは必ずしも同一でなくてもよい。 Here, it is not necessarily identical to the height of the grating pattern height and Y direction in the X direction of the grating pattern. なお、該位相格子における格子パターンの方向とは一致しない方向にも、一定の高さを有する格子パターンが存在するかのようであるが、図6に示す、II−(II)線断面図より明らかなように、該位相格子のX方向およびY方向以外には一定の格子高さを有する格子パターンが構成されない。 Even in a direction that does not coincide with the direction of the grating pattern in the phase grating, but as if there is a lattice pattern having a uniform height, shown in FIG. 6, II- (II) cross-sectional view taken along line than as is apparent, the addition X and Y directions of the phase grating the grating pattern having a constant grating height is not configured.

【0011】以下、本発明の第2の実施例につき図7を参照して詳細に説明する。 [0011] Hereinafter, will be described in detail with reference to the attached Figure 7 in a second embodiment of the present invention. ここで、図7は本発明の画像表示装置の他の一例の概略構成図である。 Here, FIG. 7 is a schematic diagram of another example of an image display device of the present invention. 図7において、光源13から発せられた光は一部が直接に、残部が反射鏡14により平行光線に変換された後、光源13と反射鏡14とから出射する光を均一化する拡散板15を透過し、アクティブマトリクス形液晶セル4にその背面側Rから照射される。 7, a part of light emitted from the light source 13 directly after the balance is converted into parallel beams by the reflecting mirror 14, the diffusion plate to equalize the light emitted from the light source 13 reflector 14. 15 It passes through and is irradiated to an active matrix type liquid crystal cell 4 from the rear side R. この照射光は、液晶セル4を通過した後、その前面側Fに配置された位相格子5およびレンズ群3を経て、目視者の目6で観察される。 The illumination light passes through the liquid crystal cell 4, through the phase grating 5 and the lens unit 3 is disposed on the front side F, is observed in the eye 6 of the viewer.

【0012】上記の1方向または2方向に格子パターンをもつ位相格子の遮断周波数としては、液晶セルの画素のピッチで決まるナイキスト周波数からサンプリング周波数の間であることが好ましい。 [0012] As the cutoff frequency of the phase grating having a one-way or two-way grid pattern described above, it is preferable from the Nyquist frequency determined by the pitch of the pixels of the liquid crystal cell is between the sampling frequency. 上記の位相格子としては、矩形状、台形状、正弦波状の断面形状を有するものを用いることができる。 Examples of the phase grating, can be used with a rectangular, trapezoidal, sinusoidal cross-sectional shape. また、位相格子の格子パターンの方向は液晶セルの画素に対して水平方向であっても、 The direction of the grating pattern of the phase grating is also a horizontal direction with respect to the pixels of the liquid crystal cell,
垂直方向であってもよく、画素の水平方向および垂直方向に対して斜めであってもよい。 It may be vertical or may be oblique to the horizontal and vertical pixels. 2方向の格子パターンがなす角度は90°に限られない。 Angle formed by two directions of the lattice pattern is not limited to 90 °.

【0013】本発明の画素表示装置としては、液晶表示装置のほか、プラズマ・ディスプレイ・パネル(PD [0013] As pixel display device of the present invention, in addition to the liquid crystal display device, a plasma display panel (PD
P)、エレクトロルミネツセンス(EL)、LEDなどが挙げられる。 P), electroluminescent Tsu sense (EL), an LED and the like. また、画像表示装置の用途としては、ビューファインダ、液晶プロジェクターなどが挙げられる。 As the use of the image display device, a viewfinder, a liquid crystal projector and the like.

【0014】 [0014]

【発明の効果】本発明の画素表示装置によれば、液晶セルの液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極部の影などによる画質低下が低減され、しかもコントラストの高い画像を得ることができる。 According to the pixel display device of the present invention, such as by image degradation shadow of the non-linear element portion and a pixel electrode portions for driving the liquid crystal of the liquid crystal cell is reduced, moreover it possible to obtain high image contrast it can.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の画像表示装置の一例を示す概略構成図である。 1 is a schematic diagram showing an example of an image display device of the present invention.

【図2】本発明における1方向に格子パターンを持つ位相格子の概略構成図である。 It is a schematic configuration diagram of a phase grating having a grating pattern in one direction in the present invention; FIG.

【図3】本発明における2方向に格子パターンを持つ位相格子の一例の概略斜視図である。 Figure 3 is a schematic perspective view of an example of the phase grating having a grating pattern in two directions in the present invention.

【図4】本発明における2方向に格子パターンを持つ位相格子の他の一例の概略斜視図である。 Figure 4 is another schematic perspective view of an example of a phase grating having a grating pattern in two directions in the present invention.

【図5】図4に示す位相格子のI−(I)線断面図である。 5 is a I- (I) line cross-sectional view of the phase grating shown in FIG.

【図6】図4に示す位相格子のII−(II)線断面図である。 6 is a II- (II) line cross-sectional view of the phase grating shown in FIG.

【図7】本発明の画像表示装置の他の一例を示す概略構成図である。 7 is a schematic diagram showing another example of the image display apparatus of the present invention.

【図8】本発明で用いられる液晶セルの概略平面図である。 8 is a schematic plan view of a liquid crystal cell used in the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 光源 2 表示光路 3 レンズ群 4 液晶セル 5 位相格子 6 観察者の眼 21 非線形素子部 22 配線部 F 前面側 R 背面側 1 source 2 displays optical path lens group 4 liquid crystal cell 5 21 non-linear element portion 22 wiring portion eyes of the phase grating 6 observer F front side R back side

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ドット状の画素が2次元的に多数配列された画像表示器と、この画像表示器の表示光路に配置された1方向に格子パターンを持つ位相格子とを備え、上記位相格子における0次光の強度に対する±1次光の強度が上記画像表示器の中心波長において60〜180% And 1. A dot-shaped pixel is two-dimensionally arrayed image display, and a phase grating having a grating pattern in one direction disposed on the display optical path of the image display device, the phase grating 60 to 180% strength ± 1-order light relative to the intensity of the 0-order light at the center wavelength of the image display device in
    の範囲にあり、かつ、0次光の強度と±1次光の強度との合計が全回折光の強度に対して、上記中心波長において80%以上である画像表示装置。 In the range of, and the image display device the sum of the intensity and the ± 1-order light intensity of 0 order light relative to the intensity of all the diffracted light is 80% or more at the center wavelength.
  2. 【請求項2】 ドット状の画素が2次元的に多数配列された画像表示器と、この画像表示器の表示光路に配置された2方向に格子パターンを持つ位相格子とを備え、上記位相格子における0次光の強度に対する±1次光の強度が上記画像表示器の中心波長において80〜120% 2. A dotted pixels two-dimensionally arrayed image display, and a phase grating having a grating pattern in two directions, which are disposed in the display optical path of the image display device, the phase grating 80% to 120% intensity of the ± 1-order light relative to the intensity of the 0-order light at the center wavelength of the image display device in
    の範囲にあり、かつ、0次光の強度と±1次光の強度との合計が全回折光の強度に対して、上記中心波長において75%以上である画像表示装置。 In the range of, and an image display device with respect to the total intensity of all diffracted light intensity of 0 order light intensity and ± 1-order light, is 75% or more in the center wavelength.
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