JPH08152632A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH08152632A
JPH08152632A JP6315890A JP31589094A JPH08152632A JP H08152632 A JPH08152632 A JP H08152632A JP 6315890 A JP6315890 A JP 6315890A JP 31589094 A JP31589094 A JP 31589094A JP H08152632 A JPH08152632 A JP H08152632A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
hologram
crystal display
incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP6315890A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Suzuki
幸夫 鈴木
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08152632A publication Critical patent/JPH08152632A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE: To enhance the utilizing efficiency of the white light of a light source by spectrally diffracting the white light, condensing the light beams of respective color components and making them incident on the picture elements of a liquid crystal display panel corresponding to three primary colors by using a hologram and irradiating a black matrix with the light beams of the other components. CONSTITUTION: As for the respective color light beams spectrally diffracted and made incident on by the hologram 12 arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel, the light beam of prescribed wavelength among the separated color light beams of the specified wavelength is respectively made incident on the picture elements 15-17 corresponding to three primary colors. By the hologram 12 constituted so that the light beams of the other wavelength are made incident other than the picture elements, the light beams 19r, 19g and 19b of the respective color components are condensed and made incident on the respective picture elements 15-17 by spectrally diffracted the white color 11 emitted from a light source. Besides, the black matrix 18 is irradiated with the light beams of the other components.

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
晶プロジェクター等の液晶表示装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device such as a liquid crystal projector using a hologram.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Light from one light source is converted into an R (red) component,
It is decomposed into three lights of G (green) component and B (blue) component, made incident on the corresponding three liquid crystal display panels, and decomposed into three colors of R, G, B on each liquid crystal display panel for display. There is a three-plate type liquid crystal projector in which a color image such as a television image thus generated is combined by reflection and transmission and enlarged and projected on a screen by one projection lens. There is also a single-plate type liquid crystal projector using one liquid crystal display panel with a color filter.

【0003】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
の背後から光源としての白色光を入射し、スクリーンに
投影していた。特に、カラーフィルターに入射する光
は、各色セルの開口部とブラックマトリックスとに均等
にそれぞれ入射するものとなっていた。
In a conventional liquid crystal projector using a color filter, white light as a light source is incident from behind a liquid crystal display panel with a color filter and projected on a screen. In particular, the light incident on the color filter is evenly incident on the openings of the respective color cells and the black matrix.

【0004】[0004]

【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。
従って、液晶プロジェクターにおける光源の白色光の利
用効率を低下させるという問題があった。
As described above, in the liquid crystal projector using the conventional color filter, as described above, the white light is only incident from the rear of the liquid crystal display panel with the color filter. Since the area occupied by the black matrix other than the R, G, and B color cells is large, the light hitting the black matrix is wasted.
Therefore, there is a problem that the utilization efficiency of the white light of the light source in the liquid crystal projector is reduced.

【0005】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、カラーフィルター
や液晶表示パネル等のR、G、Bの各色セルに対し、ホ
ログラムを用いることにより白色光を分光して各色成分
の光をそれぞれ集光させて入射させて、その他の成分の
光をブラックマトリックスに当て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。
An object of the present invention is to disperse white light in a liquid crystal display device such as a liquid crystal projector by using a hologram for each color cell of R, G, B such as a color filter or a liquid crystal display panel. Then, the light of each color component is collected and made incident, and the light of the other components is applied to the black matrix,
The purpose is to significantly improve the utilization efficiency of white light from the light source.

【0006】また、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、カラーフィ
ルターセルR、G、Bに対し、ホログラムを用いること
により回折集光された光の全てをそれぞれ入射させるこ
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。
Another object of the present invention is to provide all the light diffracted and condensed by using holograms for the color filter cells R, G and B in the liquid crystal display device such as the liquid crystal projector as described above. By making the light incident, the utilization efficiency of the white light of the light source is significantly improved.

【0007】[0007]

【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
白色光を特定波長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、前記ホログラム
を、分離した前記特定波長色の中の所定の波長の光を前
記三原色に対応した画素にそれぞれ入射させるようにす
るとともに、他の波長の光を前記液晶表示パネルの前記
画素以外に入射させるように配置した構成を特徴として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 arranges periodically the light source means for emitting white light and the pixels corresponding to the three primary colors, and the above-mentioned source of the light source from behind. In a liquid crystal display device provided with a liquid crystal display panel that emits white light to perform color display, the white light of the light source is separated into specific wavelength colors and is incident on pixels corresponding to the three primary colors of the liquid crystal display panel. A hologram is provided on the light-incident side of the liquid crystal display panel, and the hologram is made such that light of a predetermined wavelength among the separated specific wavelength colors is made incident on each of the pixels corresponding to the three primary colors. It is characterized in that the light of the wavelength is arranged to be incident on the liquid crystal display panel other than the pixels.

【0008】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、前記他の波長の光が前記液晶表示
パネルのブラックマトリックス部に入射するようにした
構成を特徴としている。
The invention according to claim 2 is based on claim 1.
The invention described above is characterized in that the light having the other wavelength is made incident on the black matrix portion of the liquid crystal display panel.

【0009】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記ホログラムの複数のセルが1つ
の前記画素に対応して設けられている構成を特徴として
いる。
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1, a plurality of cells of the hologram are provided corresponding to one pixel.

【0010】さらに、請求項4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に対して対応
するカラーフィルターセルを周期的に配置し、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
の前記白色光を特定波長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、前記カラ
ーフィルターセルに対し、前記ホログラムの1セルをそ
れぞれ対応させるとともに、前記ホログラムにより回折
集光される各色光の全てを対応する前記カラーフィルタ
ーセルに入射させるように前記ホログラムを配置した構
成を特徴としている。
Further, according to the invention of claim 4, light source means for emitting white light and color filter cells corresponding to pixels corresponding to the three primary colors are periodically arranged, and the white light of the light source is emitted from behind. In a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel that performs color display by entering, a hologram that separates the white light of the light source into a specific wavelength color and enters a pixel corresponding to the three primary colors of the liquid crystal display panel is described above. One cell of the hologram is provided on the light incident side of the liquid crystal display panel, and one cell of the hologram is made to correspond to the color filter cell, and all of the color lights diffracted and condensed by the hologram are made to correspond to the color filter cell. The configuration is characterized in that the hologram is arranged so as to be incident.

【0011】[0011]

【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り分光されて入射
される各色光について、三原色に対応した画素に対し、
分離した特定波長色の中の所定の波長の光をそれぞれ入
射するとともに、前記画素以外に、他の波長の光を入射
させるように構成したホログラムを備えた液晶表示装置
としたので、画素R、G、Bに対し、光源が発する白色
光をホログラムにより分光して各色成分の光をそれぞれ
集光させて入射させることができ、しかも、その他の波
長の光は画素以外に当てることができ、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。
According to the invention described in claim 1, with respect to each color light which is spectrally incident by the hologram arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel, the pixel corresponding to the three primary colors is
Since the liquid crystal display device is provided with a hologram configured to enter light of a predetermined wavelength in the separated specific wavelength colors and to enter light of other wavelengths in addition to the pixel, the pixel R, For G and B, the white light emitted from the light source can be dispersed by the hologram to collect and enter the light of each color component, and the light of other wavelengths can be applied to other than the pixel. The use efficiency of white light of the light source can be significantly improved.

【0012】そして、請求項2記載の発明によれば、請
求項1記載の他の波長の光がブラックマトリックス部に
入射する液晶表示装置としたので、画素に入射する以外
の他の波長の光はブラックマトリックスに当てることが
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。
According to the second aspect of the invention, since the liquid crystal display device in which the light of the other wavelengths of the first aspect is incident on the black matrix portion, the light of the other wavelengths is incident on the pixels. Can be applied to the black matrix, and thus the utilization efficiency of the white light of the light source can be greatly improved.

【0013】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項1記載のホログラムの複数のセルが1つの前記画素に
対応して設けられている液晶表示装置としたので、1つ
の画素に複数のホログラムセルにより所定の波長の光を
回折集光でき、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。
According to the invention described in claim 3, since the liquid crystal display device is provided with a plurality of cells of the hologram according to claim 1 corresponding to one pixel, a plurality of cells are provided for one pixel. With the hologram cell, it is possible to diffract and collect light of a predetermined wavelength, and thus it is possible to greatly improve the utilization efficiency of white light from the light source.

【0014】さらに、請求項4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り分
光されて入射される各色光について、各カラーフィルタ
ーセルに対し、ホログラムの1セルをそれぞれ対応させ
るとともに、回折集光される各色光の全てを対応するカ
ラーフィルターセルに入射させるように構成したホログ
ラムを備えた液晶表示装置としたので、カラーフィルタ
ーセルR、G、Bに対し、光源が発する白色光をホログ
ラムにより分光して回折集光される各色光の全てを対応
するカラーフィルターセルに入射させることができ、ブ
ラックマトリックスには光が当たらないことから、カラ
ーフィルターを用いた液晶表示装置における光源の白色
光の利用効率を大幅に向上させることができる。
Further, according to the invention described in claim 4, for each color light which is spectrally incident by the hologram arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel, one cell of the hologram is provided for each color filter cell. Since the liquid crystal display device is provided with the hologram configured to make all of the color lights diffracted and collected be incident on the corresponding color filter cells, the light sources for the color filter cells R, G, and B are provided. A liquid crystal display device using a color filter can be used because all of the color lights diffracted and collected by dispersing the emitted white light by a hologram can be made incident on the corresponding color filter cell and the black matrix is not exposed to the light. The utilization efficiency of white light of the light source can be significantly improved.

【0015】[0015]

【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。
Embodiments of the liquid crystal display device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 1 shows a configuration of a liquid crystal projector as an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. Light source means 1 is composed of a metal halide lamp 2 and a reflector 3 which are light sources, and is emitted by the metal halide lamp 2. The white light (including the light reflected by the reflector 3) 11 is
The light is transmitted through the incident side polarization plate 4 and is incident on the hologram and color filter section 10 as oblique parallel light, and is incident on the liquid crystal display panel 5 through the hologram and color filter section 10. Incidentally, 6 is a liquid crystal surface of the liquid crystal display panel 5. Then, the image light transmitted through the liquid crystal display panel 5 is transmitted through the emission side polarization plate 7 and enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 8. A cooling fan 9 forcibly cools the inside of the liquid crystal projector.

【0016】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20°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1100μ
m(1.1mm)であり、この間に対応した厚さの透明
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175μmピッチとなっている。なお、R、G、Bの
各画素の開口部のピッチは54μmである。
Hologram and color filter section 10
The glass substrate 1 is provided between the transmission hologram 12 and the color filter 13 as shown in FIG.
4 is interposed and integrated. The color filter 13 periodically arranges R pixels 15, G pixels 16, and B pixels 17 of three colors, which form one pixel of the liquid crystal display panel 5, and has a black matrix 18 that partitions each pixel from each other. are doing. Here, in the illustrated example, the white light 11 is incident on the hologram 12 at an incident angle of 20 ° with respect to the vertical direction. In addition, the distance between the hologram 12 and the color filter 13 is 1100μ.
m (1.1 mm), and a transparent glass substrate 14 having a thickness corresponding to this is interposed between the two. And
The R pixel 15, the G pixel 16, and the B pixel 17 have a 1-dot 175 μm pitch. The pitch of the openings of the R, G, and B pixels is 54 μm.

【0017】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20
°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。
By the way, the transmission type hologram 12 arranged on the light incident side of the color filter 13 has three color filter cells R, G and B (pixels 15, 16 and 15) constituting one pixel of the liquid crystal display panel 5. Each of the groups 17) is arranged in an array at the same pitch as the pixel pitch of the color filter 13. Each unit hologram is obliquely incident on the hologram 12 (in the example shown in the figure, 20 degrees relative to the normal line).
It is formed in a Fresnel zone plate shape so as to diffract the white light 11 having an incident angle of (°) and focus it on each pixel 15, 16, 17 of the color filter 13 at a position offset from the corresponding unit hologram. . As the hologram 12, a relief type, a phase type, an amplitude type or the like, which has little or no wavelength dependency of diffraction efficiency, is used. Diffraction efficiency does not depend on the wavelength or is small, as in the Lippmann hologram, it is not a type that diffracts only a specific wavelength and does not diffract other wavelengths, and one wavelength is diffracted by one diffraction grating. Means what to do. This diffraction grating having little wavelength dependence generally diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength.

【0018】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。
Therefore, the diffraction angles of the unit holograms differ depending on the wavelength of the incident white light 11, and the focusing positions for each wavelength are dispersed in the direction parallel to the hologram 12 surface. Therefore, the R wavelength component of the white light 11 is in the R pixel 15 of the color filter 13, the G wavelength component is in the G pixel 16 of the color filter 13, and the B wavelength component is in the B pixel 17 of the color filter 13. Each is diffracted and collected. Then, the respective color components diffracted and collected in this way are respectively supplied to the respective color filter cells R, G, B (pixel 1
5, 16 and 17) pass through with almost no attenuation, and color display is performed according to the state of the pixel at the corresponding position (the liquid crystal surface 6 of the liquid crystal display panel 5).

【0019】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。
As described above, in the liquid crystal projector to which the present invention is applied, by utilizing the difference in the diffraction angle depending on each wavelength of the hologram 12, each color filter cell R,
Corresponding wavelength components are diffracted and incident on G and B (pixels 15, 16 and 17) (main rays 19r and 19g shown in FIG. 2,
19b) so that each wavelength component of the white light 11 from the metal halide lamp 2 can be made incident on each color cell without waste, so that the utilization efficiency thereof can be greatly improved.

【0020】特に、本発明の第1実施例では、以上のホ
ログラム12において、液晶の1画素に対し、ホログラ
ム12により分光されて入射される各色光R、G、Bに
ついて、各色成分にそれぞれ同じ色成分が対応するよう
ホログラムセル21,22,23を設けている。そし
て、カラーフィルターセルR(画素15)に対応するホ
ログラムセル21により分光されて入射される各色光
R、G、Bについて、R成分の光(波長0.64μmの
光)がカラーフィルターセルR(画素15)の中心にほ
ぼ垂直(図示例では法線に対し1°の入射角度)に入射
して(図2の主光線19r参照)、他のG成分の光とB
成分の光がカラーフィルターセルG(画素16)との間
のブラックマトリックス18に当たるようにしている。
Particularly, in the first embodiment of the present invention, in the hologram 12 described above, each color component is the same for each color light R, G, B which is spectrally incident on the one pixel of the liquid crystal by the hologram 12. The hologram cells 21, 22, and 23 are provided so that the color components correspond to each other. Then, for each of the color lights R, G, and B which are spectrally incident by the hologram cell 21 corresponding to the color filter cell R (pixel 15), the R component light (light having a wavelength of 0.64 μm) is converted into the color filter cell R ( The light is incident on the center of the pixel 15) substantially perpendicularly (at an incident angle of 1 ° with respect to the normal line in the illustrated example) (see the chief ray 19r in FIG. 2), and the other G component light and B
The component light strikes the black matrix 18 between the color filter cell G (pixel 16).

【0021】また、カラーフィルターセルG(画素1
6)に対応するホログラムセル22により分光されて入
射される各色光R、G、Bについて、G成分の光(波長
0.55μmの光)がカラーフィルターセルG(画素1
6)の中心にほぼ垂直(図示例では法線に対し1°の入
射角度)に入射して(図2の主光線19g参照)、他の
R成分の光がカラーフィルターセルR(画素15)との
間のブラックマトリックス18に当たり、B成分の光が
カラーフィルターセルB(画素17)との間のブラック
マトリックス18に当たるようにしている。さらに、カ
ラーフィルターセルB(画素17)に対応するホログラ
ムセル23により分光されて入射される各色光R、G、
Bについて、B成分の光(波長0.46μmの光)がカ
ラーフィルターセルB(画素17)の中心にほぼ垂直
(図示例では法線に対し1°の入射角度)に入射して
(図2の主光線19b参照)、他のR成分の光とG成分
の光がカラーフィルターセルG(画素16)との間のブ
ラックマトリックス18に当たるようにしている。以上
のような各ホログラムセル21,22,23の1セルの
長辺方向長さは、前記カラーフィルターセルR、G、B
のピッチに対応して、175μmとなっている。
The color filter cell G (pixel 1
6), of the respective color lights R, G, and B that are spectrally incident by the hologram cell 22 and are incident on the color filter cell G (pixel 1).
6) is incident substantially perpendicular to the center of the center (incident angle of 1 ° with respect to the normal in the illustrated example) (see the chief ray 19g in FIG. 2), and the other R component light is emitted from the color filter cell R (pixel 15). The light of the B component is made to hit the black matrix 18 between the color filter cell B (pixel 17). Further, each color light R, G, which is spectrally incident by the hologram cell 23 corresponding to the color filter cell B (pixel 17), is input.
Regarding B, the B component light (light having a wavelength of 0.46 μm) is incident substantially perpendicularly to the center of the color filter cell B (pixel 17) (incident angle of 1 ° with respect to the normal in the illustrated example) (FIG. 2). (See the principal ray 19b of FIG. 2), the other R component light and the G component light impinge on the black matrix 18 between the color filter cell G (pixel 16). The length of one of the hologram cells 21, 22, 23 as described above in the long side direction is the same as the color filter cells R, G, B.
Corresponding to the pitch of 175 μm.

【0022】ここで、図示例の白色光11がホログラム
12に入射するA点、B点、C点について、そのホログ
ラム12のピッチdA,dB,dCは、 dA=1.417 dB=1.694 dC=1.971 である。以上のようなホログラム12の回折集光による
各色セルおよびブラックマトリックスへの光の入射の設
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1
1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。
Here, for the points A, B, and C at which the white light 11 of the illustrated example enters the hologram 12, the pitches d A , d B , and d C of the hologram 12 are d A = 1.417 d. B = 1.694 d C = 1.971. The setting of the light incident on each color cell and the black matrix by diffracting and condensing the hologram 12 as described above is performed by appropriately designing the hologram 12, setting the distance between the hologram 12 and the color filter 13, and setting the white light 1.
This is configured by appropriately setting the incident angle of the first hologram 12 on the hologram 12.

【0023】以上の第1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、回析集光して、特に、図2に
主光線19r,19g,19bで示したように、ホログ
ラムセル21によりR成分の光がカラーフィルターセル
Rに、ホログラムセル22によりG成分の光がカラーフ
ィルターセルGに、ホログラムセル23によりB成分の
光がカラーフィルターセルBに、それぞれほぼ垂直に透
過するので、従来はブラックマトリックスに当たって無
駄になっていた光を有効に利用することができる。
According to the liquid crystal projector of the first embodiment described above, the white light 11 emitted from the metal halide lamp 2 is separated by the hologram 12 and diffracted and condensed, and in particular, the chief rays 19r, 19g and 19b are shown in FIG. As shown in FIG. 3, the hologram cell 21 allows the R component light to enter the color filter cell R, the hologram cell 22 allows the G component light to enter the color filter cell G, and the hologram cell 23 allows the B component light to enter the color filter cell B. Since the light is transmitted almost vertically, it is possible to effectively use the light that has hitherto been wasted by hitting the black matrix.

【0024】ところで、以上の第1実施例では、液晶表
示装置にカラーフィルター13を取り付けてあるが、ホ
ログラム12(各ホログラムセル21,22,23)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13は無くても良い。また、第1実施例では、ホロ
グラム12を回折効率の波長依存性がないかもしくは少
ないものとしたが、回折効率の波長依存性のあるホログ
ラムを用いても良い。その場合、カラーフィルター13
のRの画素15にはR成分の光を回析集光するセルが対
応し、Gの画素16にはG成分の光を回析集光するセル
が対応し、Bの画素17にはB成分の光を回析集光する
セルが対応するようにホログラムを配置する。
By the way, in the first embodiment described above, the color filter 13 is attached to the liquid crystal display device, but since each color light can be produced also by the hologram 12 (each hologram cell 21, 22, 23), the color filter 13 The filter 13 may be omitted. Further, in the first embodiment, the hologram 12 has no or little wavelength dependency of diffraction efficiency, but a hologram having wavelength dependency of diffraction efficiency may be used. In that case, color filter 13
The R pixel 15 corresponds to a cell that diffracts and collects the R component light, the G pixel 16 corresponds to a cell that diffracts and collects the G component light, and the B pixel 17 corresponds to the B pixel 17. The holograms are arranged so that the cells that diffract and collect the component light correspond.

【0025】次に、図3はホログラム12の構成の変更
例を示すもので、この変更例は、前記第1実施例でホロ
グラム12の1セルで行っていた回折集光作用を2つの
セルで行わせるようにしたものであり、図中において、
前記第1実施例と同様の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。即ち、この変更例においては、各カ
ラーフィルターセルR、G、Bにそれぞれ対応するホロ
グラムセル21,22,23を、図示のように、2つの
ホログラムセル21a,21b、ホログラムセル22
a,22b、ホログラムセル23a,23bにそれぞれ
分割している。そして、2つのホログラムセル21a,
21bによりそれぞれ分光されて入射される各色光R、
G、Bについて、R成分の光がカラーフィルターセルR
の中心にそれぞれ入射して(主光線19r参照)、他の
G成分の光とB成分の光がカラーフィルターセルGとの
間のブラックマトリックス18にそれぞれ当たるように
している。
Next, FIG. 3 shows a modified example of the structure of the hologram 12. In this modified example, the diffractive and condensing action, which was performed by one cell of the hologram 12 in the first embodiment, is performed by two cells. In the figure,
The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. That is, in this modification, the hologram cells 21, 22 and 23 respectively corresponding to the color filter cells R, G and B are replaced by two hologram cells 21a and 21b and a hologram cell 22 as shown in the figure.
a, 22b and hologram cells 23a, 23b, respectively. Then, the two hologram cells 21a,
21b, each of the color lights R, which are split and incident by
For G and B, the light of the R component is the color filter cell R
(See principal ray 19r), and the other G component light and B component light respectively strike the black matrix 18 between the color filter cells G.

【0026】また、2つのホログラムセル22a,22
bによりそれぞれ分光されて入射される各色光R、G、
Bについて、G成分の光がカラーフィルターセルGの中
心にそれぞれ入射して(主光線19g参照)、他のR成
分の光がカラーフィルターセルRとの間のブラックマト
リックス18にそれぞれ当たり、B成分の光がカラーフ
ィルターセルBとの間のブラックマトリックス18にそ
れぞれ当たるようにしている。さらに、2つのホログラ
ムセル23a,23bによりそれぞれ分光されて入射さ
れる各色光R、G、Bについて、B成分の光がカラーフ
ィルターセルBの中心にそれぞれ入射して(主光線19
b参照)、他のR成分の光とG成分の光がカラーフィル
ターセルGとの間のブラックマトリックス18にそれぞ
れ当たるようにしている。
Further, the two hologram cells 22a, 22
b, the respective colored lights R, G,
Regarding B, the G component light is incident on the center of the color filter cell G (see the chief ray 19g), and the other R component light strikes the black matrix 18 between the color filter cell R and the B component, respectively. The light of (6) is made to strike the black matrix 18 between the color filter cells B, respectively. Furthermore, for each of the color lights R, G, and B that are spectrally incident by the two hologram cells 23a and 23b, the B component light is incident on the center of the color filter cell B (the chief ray 19).
b)), and the other R component light and the G component light respectively strike the black matrix 18 between the color filter cells G.

【0027】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図4は本発明の要部構成の第2実施例を示すもの
で、前記第1実施例と同様に、11は白色光、12はホ
ログラム、13はカラーフィルター、14はガラス基板
であり、31はカラーフィルター13のR、G、Bそれ
ぞれのセルの開口部、32はブラックマトリックス、2
4はカラーフィルター13の開口部31に対応するホロ
グラムセルである。ここで、図示例において、白色光1
1はホログラム12に対し垂直方向に対して5°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400μmであり、R、G、B
の各画素は1ドット88μmピッチとなっており、開口
部31のピッチは54μmである。そして、ホログラム
セル24の1セルの長辺方向長さは、前記R、G、Bの
各画素のピッチに対応して、88μmとなっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a second embodiment of the main configuration of the present invention. As in the first embodiment, 11 is white light, 12 is a hologram, 13 is a color filter, 14 is a glass substrate, 31 Is an opening of each of the R, G, and B cells of the color filter 13, 32 is a black matrix, 2
Reference numeral 4 is a hologram cell corresponding to the opening 31 of the color filter 13. Here, in the illustrated example, white light 1
1 enters the hologram 12 at an incident angle of 5 ° with respect to the vertical direction. The distance between the hologram 12 and the color filter 13 is 400 μm, and R, G, B
The pixels have a pitch of 88 μm per dot, and the pitch of the openings 31 is 54 μm. The length of one side of the hologram cell 24 in the long side direction is 88 μm corresponding to the pitch of the R, G, and B pixels.

【0028】そして、カラーフィルター13の開口部3
1に対応するホログラムセル24により分光されて入射
される各色光R、G、Bの全てが、回折集光されて開口
部31に入射するようになっている。ここで、図示例の
白色光11がホログラム12に入射するI点、II点に
ついて、そのホログラム12のピッチdI,dIIは、 dI=3.55 dII=14.3 である。
The opening 3 of the color filter 13
All of the respective color lights R, G, and B which are split and made incident by the hologram cell 24 corresponding to 1 are diffracted and condensed and made to enter the opening 31. Here, for the points I and II where the white light 11 in the illustrated example is incident on the hologram 12, the pitches d I and d II of the hologram 12 are d I = 3.55 d II = 14.3.

【0029】以上の第2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、回析集光して、特に、ホログ
ラムセル24により分光されて回折集光される各色光
R、G、Bの全てが開口部31に透過するので、ブラッ
クマトリックス32には光が当たって無駄になることが
なくなり、従って、光の利用効率を大幅に向上させるこ
とができる。
According to the liquid crystal projector of the second embodiment described above, the white light 11 emitted from the metal halide lamp 2 is dispersed by the hologram 12 and is diffracted and condensed, in particular, by the hologram cell 24 and diffracted and condensed. Since all of the respective colored lights R, G, and B to be transmitted are transmitted to the opening portion 31, the black matrix 32 is prevented from being hit by the light and wasted, and therefore, the light utilization efficiency can be significantly improved. .

【0030】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。
In the above embodiment, the liquid crystal projector has the arrangement of the main parts shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. It may be.
In addition, although the liquid crystal display panel with the color filter is used in the embodiments, the liquid crystal projector using the hologram does not necessarily need the color filter because each color light can be produced also by the hologram. However, there is an advantage that the color purity can be corrected by using the color filter together. Further, the incident angle of light with respect to the hologram, the distance between the color filter and the hologram, and the like are arbitrary, and it is needless to say that the specific detailed structure and the like can be appropriately changed.

【0031】[0031]

【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り分光されて入射される各色光
について、三原色に対応した画素に対し、分離した特定
波長色の中の所定の波長の光をそれぞれ入射するととも
に、前記画素以外に、他の波長の光を入射させるホログ
ラムを備えた構成のため、各画素R、G、Bに対し、光
源が発する白色光をホログラムにより分光して各色成分
の光をそれぞれ集光させて入射させることができ、しか
も、その他の波長の光は画素以外に当てることができ
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。
As described above, according to the liquid crystal display device of the first aspect of the present invention, the respective color lights that are spectrally incident by the hologram arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel are compatible with the three primary colors. Each pixel R, G has a hologram that allows light of a predetermined wavelength in the separated specific wavelength color to enter the selected pixel and also allows light of another wavelength to enter in addition to the pixel. , B, the white light emitted from the light source is dispersed by the hologram, and the light of each color component can be condensed and made incident, and the light of other wavelengths can be applied to other than the pixel. Therefore, the utilization efficiency of the white light of the light source can be significantly improved.

【0032】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記載の他の波長の光がブラッ
クマトリックス部に入射する構成のため、画素に入射す
る以外の他の波長の光をブラックマトリックスに当てる
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。
According to the liquid crystal display device of the second aspect of the invention, since the light of the other wavelength of the first aspect is incident on the black matrix portion, the wavelength other than the wavelength of incident on the pixel is changed. Light can be applied to the black matrix. Therefore, the utilization efficiency of the white light of the light source can be significantly improved.

【0033】また、請求項3記載の発明に係る液晶表示
装置によれば、請求項1記載のホログラムの複数のセル
が1つの前記画素に対応して設けられている構成のた
め、1つの画素に複数のホログラムセルにより所定の波
長の光を回折集光することができる。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。
According to the liquid crystal display device of the third aspect of the present invention, since the plurality of cells of the hologram of the first aspect are provided corresponding to one pixel, one pixel is provided. In addition, a plurality of hologram cells can diffract and collect light of a predetermined wavelength. Therefore, the utilization efficiency of the white light of the light source can be significantly improved.

【0034】さらに、請求項4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
ホログラムにより分光されて入射される各色光につい
て、各カラーフィルターセルに対し、1セルをそれぞれ
対応させるとともに、回折集光される各色光の全てを対
応するカラーフィルターセルに入射させる構成のため、
カラーフィルターセルR、G、Bに対し、光源が発する
白色光をホログラムにより分光して回折集光される各色
光の全てを対応するカラーフィルターセルに入射させる
ことができ、ブラックマトリックスには光が当たらない
ようにすることができる。従って、カラーフィルターを
用いた液晶表示装置において、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。
Further, according to the liquid crystal display device of the fourth aspect of the present invention, for each color light that is spectrally incident by the hologram arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel, one color filter cell is provided. Since the cells are made to correspond to each other, and all the color lights diffracted and collected are made incident on the corresponding color filter cells,
For the color filter cells R, G, B, the white light emitted from the light source is dispersed by the hologram, and all the respective color lights diffracted and condensed can be made incident on the corresponding color filter cell, and the black matrix is not illuminated. You can prevent it from hitting. Therefore, in a liquid crystal display device using a color filter, it is possible to significantly improve the utilization efficiency of white light from a light source.

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

【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。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal projector as an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図2】本発明の要部であるホログラムおよびカラーフ
ィルタ部分の構成の第1実施例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the configuration of a hologram and a color filter portion, which are essential parts of the present invention.

【図3】図2におけるホログラムの構成の変更例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the configuration of the hologram in FIG.

【図4】図2と同様に、本発明の要部構成の第2実施例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the main configuration of the present invention, similar to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 21,22,23,24 ホログラムセル 31 カラーフィルター開口部 32 ブラックマトリックス 1 light source means 2 light source 3 reflector 4 incident side polarization plate 5 liquid crystal display panel 6 liquid crystal surface 7 emission side polarization plate 8 projection lens 9 cooling fan 10 hologram and color filter section 11 white light 12 hologram 13 color filter 14 glass substrate 15, 16 , 17 pixels 18 black matrix 19 chief rays 21, 22, 23, 24 hologram cell 31 color filter aperture 32 black matrix

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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特定波長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、前記ホログラムを、分離した前記特定波長色の中
の所定の波長の光を前記三原色に対応した画素にそれぞ
れ入射させるようにするとともに、他の波長の光を前記
液晶表示パネルの前記画素以外に入射させるように配置
したことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display comprising: a light source means for emitting white light; and a liquid crystal display panel for periodically displaying pixels corresponding to the three primary colors and for displaying the white light from the light source from behind to perform color display. In the device, a hologram that separates the white light of the light source into a specific wavelength color and is incident on a pixel corresponding to the three primary colors of the liquid crystal display panel is provided on the light incident side of the liquid crystal display panel, and the hologram is Arranged so that light of a predetermined wavelength in the separated specific wavelength colors is made incident on pixels corresponding to the three primary colors, respectively, and light of other wavelengths is made incident on other than the pixels of the liquid crystal display panel. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項2】 前記他の波長の光が前記液晶表示パネル
のブラックマトリックス部に入射するようにしたことを
特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light of the other wavelength is incident on the black matrix portion of the liquid crystal display panel.
【請求項3】 前記ホログラムの複数のセルが1つの前
記画素に対応して設けられていることを特徴とする請求
項1記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a plurality of cells of the hologram are provided corresponding to one of the pixels.
【請求項4】 白色光を発する光源手段と、三原色に対
応した画素に対して対応するカラーフィルターセルを周
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特定波長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、前記カラーフィルターセルに対し、前記ホログラ
ムの1セルをそれぞれ対応させるとともに、前記ホログ
ラムにより回折集光される各色光の全てを対応する前記
カラーフィルターセルに入射させるように前記ホログラ
ムを配置したことを特徴とする液晶表示装置。
4. A liquid crystal which emits white light and a color filter cell corresponding to pixels corresponding to the three primary colors is periodically arranged, and the white light of the light source is incident from behind to perform color display. In a liquid crystal display device including a display panel, a hologram that separates the white light of the light source into a specific wavelength color and enters a pixel corresponding to the three primary colors of the liquid crystal display panel is provided on the light incident side of the liquid crystal display panel. One hologram cell is provided for each color filter cell, and the hologram is arranged so that all color lights diffracted and condensed by the hologram are incident on the corresponding color filter cell. A liquid crystal display device characterized by the above.
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