JPH08152616A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH08152616A
JPH08152616A JP6315887A JP31588794A JPH08152616A JP H08152616 A JPH08152616 A JP H08152616A JP 6315887 A JP6315887 A JP 6315887A JP 31588794 A JP31588794 A JP 31588794A JP H08152616 A JPH08152616 A JP H08152616A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
hologram
crystal display
incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP6315887A
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English (en)
Inventor
Akira Suzuki
晃 鈴木
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP6315887A priority Critical patent/JPH08152616A/ja
Publication of JPH08152616A publication Critical patent/JPH08152616A/ja
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置において、三原色に対応した画
素に対し、ホログラムを用いることにより白色光を分光
して各色最適な波長の光をそれぞれ集光させて入射させ
るようにすることで、光源の白色光の利用効率を大幅に
向上させる。 【構成】 液晶表示パネルの光入射側に配置したホログ
ラム12によって、三原色に対応した画素に対し、ホロ
グラム12により分光されてそれぞれ入射される各色光
の波長成分について、Rは590nm〜700nm、G
は500nm〜590nm、Bは400nm〜500n
mの中の所定の波長の光19r,19g,19bをそれ
ぞれ透過させることで、光源のメタルハライドランプが
発する白色光をホログラム12により分光して各色最適
な波長の光をそれぞれ集光させて入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いた液
晶プロジェクター等の液晶表示装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】1つの光源からの光を、R(赤)成分、
G(緑)成分、B(青)成分の3つの光に分解して、そ
れぞれ対応する3つの液晶表示パネルに入射させ、各液
晶表示パネルにR、G、Bの3色に分解して表示された
テレビ映像等のカラー画像を、反射および透過により合
成して、1つの投影レンズでスクリーンに拡大投影する
ようにした3板式の液晶プロジェクターがある。そし
て、カラーフィルター付きの1枚の液晶表示パネルを用
いた単板式の液晶プロジェクターもある。従来のカラー
フィルターを用いた液晶プロジェクターは、カラーフィ
ルター付きの液晶表示パネルの背後から光源手段として
の白色光を入射し、スクリーンに投影していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ラーフィルターを用いた液晶プロジェクターにおいて
は、上述した通り、カラーフィルター付きの液晶表示パ
ネルの背後から白色光を入射しただけであり、カラーフ
ィルターは、R、G、Bの各色セル以外のブラックマト
リックスが占める面積が広いことから、そのブラックマ
トリックスに当たった光が無駄になってしまっていた。
また、各画素へ入射する白色光の中で、R、G、Bのカ
ラーフィルターを透過する色成分が制限されて、その他
の補色成分は無駄となってしまうなど、光の利用効率が
非常に低いという問題があった。
【0004】本発明の課題は、以上のような液晶プロジ
ェクター等の液晶表示装置において、三原色に対応した
画素に対し、ホログラムを用いることにより白色光を分
光して各色最適な波長の光をそれぞれ集光させて入射さ
せるようにすることで、光源の白色光の利用効率を大幅
に向上させるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項1記載の発明は、白色光を発する光源手段と、三
原色に対応した画素を周期的に配置し、背後から前記光
源の前記白色光を入射してカラー表示を行う液晶表示パ
ネルとを備えた液晶表示装置において、前記光源の前記
白色光を三原色に分離して前記液晶表示パネルの前記三
原色に対応した画素に入射するホログラムを前記液晶表
示パネルの光入射側に設け、かつ、前記三原色に対応し
た画素に対し、前記ホログラムにより分光されてそれぞ
れ入射される各色光の波長成分について、赤は590n
m〜700nm、緑は500nm〜590nm、青は4
00nm〜500nmの中の所定の波長の光をそれぞれ
入射させるよう前記ホログラムを配置した構成を特徴と
している。
【0006】そして、請求項2記載の発明は、請求項1
記載の発明において、前記光源はメタルハライドランプ
である構成を特徴としている。
【0007】
【作用】請求項1記載の発明によれば、液晶表示パネル
の光入射側に配置したホログラムによって、三原色に対
応した画素に対し、ホログラムにより分光されてそれぞ
れ入射される各色光の波長成分について、Rは590n
m〜700nm、Gは500nm〜590nm、Bは4
00nm〜500nmの中の所定の波長の光をそれぞれ
入射させる液晶表示装置としたので、光源が発する白色
光をホログラムにより分光して各色最適な波長の光をそ
れぞれ集光させて入射させることができ、従って、光源
の白色光の利用効率を大幅に向上させることができる。
【0008】そして、請求項2記載の発明によれば、請
求項1記載の光源としてメタルハライドランプを用いた
液晶表示装置としたので、きれいな色の画像が得られ
る。特に、メタルハライドランプを用いた場合、Rの画
素には640nm、Gの画素には545nm、Bの画素
には450nmの単波長の光の主光線をそれぞれ入射さ
せるようにすることで、最もきれいな色の画像が得られ
る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明に係る液晶表示装置の実施例
を図1から図4に基づいて説明する。先ず、図1は本発
明を適用した液晶表示装置の一例としての液晶プロジェ
クターの構成を示すもので、光源手段1は、光源である
メタルハライドランプ2およびリフレクター3から構成
され、メタルハライドランプ2により発せられた白色光
(リフレクター3により反射された光も含む)11は、
入射側偏光板4を透過してホログラムおよびカラーフィ
ルター部10に斜めの平行光により入射され、このホロ
グラムおよびカラーフィルター部10を経て液晶表示パ
ネル5に入射される。なお、6は液晶表示パネル5の液
晶面である。そして、液晶表示パネル5を透過した画像
光は、出射側偏光板7を透過して投影レンズ8により図
示しないスクリーンに拡大して投影される。なお、9は
液晶プロジェクター内を強制空冷する冷却ファンであ
る。
【0010】ホログラムおよびカラーフィルター部10
は、図2に要部を拡大して示すように、透過型のホログ
ラム12とカラーフィルター13との間にガラス基板1
4を介装して一体化してなるものである。カラーフィル
ター13は、液晶表示パネル5の1画素を構成する3色
のRの画素15、Gの画素16、Bの画素17を周期的
配置するとともに、各画素間を互いに仕切るブラックマ
トリックス18を有している。ここで、図示例におい
て、前記白色光11はホログラム12に対し垂直方向に
対して31.3°の入射角度をもって入射する。また、
ホログラム12とカラーフィルター13との間は110
0μm(1.1mm)であり、この間に対応した110
0μmの厚さの透明なガラス基板14が両者間に介装さ
れている。そして、Rの画素15、Gの画素16、Bの
画素17は、1ドット100μmピッチとなっている。
【0011】ところで、カラーフィルター13の光入射
側に配置される透過型のホログラム12は、液晶表示パ
ネル5の1画素を構成する3色のカラーフィルターセル
R、G、B(画素15,16,17)の組各々に対応し
て、カラーフィルター13の画素ピッチと同じピッチで
アレー状に構成されている。各単位ホログラムは、ホロ
グラム12に斜めに入射(図示例では、法線に対し3
1.3°の入射角度)する白色光11を回折して、対応
する単位ホログラムからオフセットした位置のカラーフ
ィルター13の各画素15,16,17にそれぞれ集光
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。そして、このホログラム12としては、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、振幅型等のものが用いられる。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する。この波長依存性の少ない
回折格子は、一般に、波長に応じて異なる回折角で回折
する。
【0012】従って、入射する白色光11の波長に依存
して単位ホログラム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12面に平行な方向に分散さ
れる。そのため、白色光11のRの波長成分はカラーフ
ィルター13のRの画素15に、Gの波長成分はカラー
フィルター13のGの画素16に、Bの波長成分はカラ
ーフィルター13のBの画素17にそれぞれ回折集光さ
れる。そして、このように回折集光されたそれぞれの各
色成分は、各カラーフィルターセルR、G、B(画素1
5,16,17)でほとんど減衰されずに通過し、対応
する位置の画素(液晶表示パネル5の液晶面6)の状態
に応じた色表示を行う。
【0013】以上の通り、本発明を適用した液晶プロジ
ェクターにおいては、ホログラム12の各波長による回
折角度の違いを利用して、各カラーフィルターセルR、
G、B(画素15,16,17)へ対応する波長成分が
回折して入射する(図2に示す主光線19r,19g,
19b参照)ようにしており、これにより、メタルハラ
イドランプ2からの白色光11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。
【0014】以上において、実施例では、ホログラム1
2に斜めに入射(図示例では、法線に対し31.3°の
入射角度)する白色光11の回折によって、赤成分のカ
ラーフィルターセルRの画素15の中心に640nmの
光が集光して入射し(図2の主光線19r参照)、緑成
分のカラーフィルターセルGの画素16の中心に545
nmの光が集光して入射し(図2の主光線19g参
照)、青成分のカラーフィルターセルBの画素17の中
心に450nmの光が集光して入射する(図2の主光線
19b参照)ように構成している。このようなホログラ
ム12の回折集光による各色セルへの光の入射の設定
は、ホログラム12の適切な設計、ホログラム12とカ
ラーフィルター13との距離の適切な設定、白色光11
のホログラム12への入射角度の適切な設定により構成
するものである。
【0015】そして、光源のメタルハライドランプ2に
よる図3に示したランプ単体の分光特性と、画素(液晶
表示パネル5の液晶面6)R、G、Bの分光から所定の
計算を行うと、図4に示した図表のように、液晶プロジ
ェクターにより図示しないスクリーンに投影された画面
上の白の色度は、(0.278,0.311)となる。
従って、この実施例の液晶プロジェクターによれば、メ
タルハライドランプ2の発する白色光11をホログラム
12で分光し、回折集光して各画素に入射する光の波長
を、カラーフィルターセルRの画素15には640n
m、カラーフィルターセルGの画素16には545n
m、カラーフィルターセルBの画素17には450nm
としたことにより、図4の図表のように、きれいな色の
投影画像を得ることができる。
【0016】ところで、実施例では、Rの画素15に6
40nm、Gの画素16に545nm、Bの画素17に
450nmの各波長の光をそれぞれ透過させるものとし
たが、これは最も好ましい一例であって、これのみに限
らず、実際上は、Rの画素15には590nm〜700
nm、Gの画素16には500nm〜590nm、Bの
画素17には400nm〜500nmの中の単波長の光
をそれぞれ透過させるようホログラム12を配置するこ
とでも、液晶プロジェクターによるきれいな色の投影画
像を得ることができる。
【0017】なお、以上の実施例においては、図1に示
した主要部品の配置構成による液晶プロジェクターとし
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の部
品配置構成による液晶プロジェクター等の液晶表示装置
であってもよい。また、実施例では、カラーフィルター
付きの液晶表示パネルとしたが、ホログラムを用いた液
晶プロジェクターでは、ホログラムによっても各色光を
作ることが可能なので、カラーフィルターは必ずしも必
要ではない。ただし、カラーフィルターを併用すること
で、色純度を補正できるといった利点がある。さらに、
ホログラムに対する光の入射角、カラーフィルターとホ
ログラム間の距離等も任意であり、その他、具体的な細
部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論で
ある。
【0018】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明に係
る液晶表示装置によれば、液晶表示パネルの光入射側に
配置したホログラムによって、三原色に対応した画素に
対し、ホログラムにより分光されてそれぞれ入射される
各色光の波長成分について、Rは590nm〜700n
m、Gは500nm〜590nm、Bは400nm〜5
00nmの中の所定の波長の光をそれぞれ入射させる構
成のため、光源が発する白色光をホログラムにより分光
して各色最適な波長の光をそれぞれ集光させて入射させ
ることができる。従って、光源の白色光の利用効率を大
幅に向上させることができる。
【0019】そして、請求項2記載の発明に係る液晶表
示装置によれば、請求項1記載の光源としてメタルハラ
イドランプを用いた構成のため、きれいな色の画像を得
ることができる。特に、メタルハライドランプを用いた
場合、Rの画素には640nm、Gの画素には545n
m、Bの画素には450nmの単波長の光の主光線をそ
れぞれ入射させるようにすることによって、最もきれい
な色の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した液晶表示装置の一例としての
液晶プロジェクターの構成を示す図である。
【図2】本発明の要部であるホログラムおよびカラーフ
ィルター部分の構成を拡大して示す図である。
【図3】メタルハライドランプの分光特性を示す図であ
る。
【図4】本発明により理論上得られる画面上の白の色度
を説明する図表である。
【符号の説明】
1 光源手段 2 光源 3 リフレクター 4 入射側偏光板 5 液晶表示パネル 6 液晶面 7 出射側偏光板 8 投影レンズ 9 冷却ファン 10 ホログラムおよびカラーフィルター部 11 白色光 12 ホログラム 13 カラーフィルター 14 ガラス基板 15,16,17 画素 18 ブラックマトリックス 19 主光線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 白色光を発する光源手段と、三原色に対
    応した画素を周期的に配置し、背後から前記光源の前記
    白色光を入射してカラー表示を行う液晶表示パネルとを
    備えた液晶表示装置において、 前記光源の前記白色光を三原色に分離して前記液晶表示
    パネルの前記三原色に対応した画素に入射するホログラ
    ムを前記液晶表示パネルの光入射側に設け、 かつ、前記三原色に対応した画素に対し、前記ホログラ
    ムにより分光されてそれぞれ入射される各色光の波長成
    分について、赤は590nm〜700nm、緑は500
    nm〜590nm、青は400nm〜500nmの中の
    所定の波長の光をそれぞれ入射させるよう前記ホログラ
    ムを配置したことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記光源はメタルハライドランプである
    ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
JP6315887A 1994-11-25 1994-11-25 液晶表示装置 Pending JPH08152616A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002055627A (ja) * 2000-08-08 2002-02-20 Dainippon Printing Co Ltd 表示装置
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US6762810B2 (en) * 1995-11-30 2004-07-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram

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