JPH08262424A - Liquid crystal display device, liquid crystal display method and diffraction grating medium for liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device, liquid crystal display method and diffraction grating medium for liquid crystal display device

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JPH08262424A
JPH08262424A JP7061175A JP6117595A JPH08262424A JP H08262424 A JPH08262424 A JP H08262424A JP 7061175 A JP7061175 A JP 7061175A JP 6117595 A JP6117595 A JP 6117595A JP H08262424 A JPH08262424 A JP H08262424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffraction grating
liquid crystal
crystal display
display device
minute
Prior art date
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Application number
JP7061175A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Motegi
敏雄 茂出木
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication of JPH08262424A publication Critical patent/JPH08262424A/en
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Abstract

PURPOSE: To lessen the attenuation of illumination light and to brighten a screen by constituting a diffraction grating media of microdiffraction gratings which form the diffracted light rays of the colors ought to be displayed by corresponding display pixels. CONSTITUTION: A pair of ray sources 14A, 14B are so formed that the entire area of reflection type embossed holograms 20 is illuminated by parallel beams in superposition by a specific incident angle from the right and left of the normal of the front surface of the reflection type embossed holograms 20. In such a case, the reflection type embossed holograms 20 are constituted by arranging the microdiffraction gratings 22A to 22C patterned to vary characteristics in this order in such a manner that the first order diffracted light rays are respectively R, G, B when the holograms are illuminated by the parallel beams from the ray sources 14A, 14B in correspondence to three primary colors R, G, B of a liquid crystal panel. As a result, color display is made without using the color filters.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は液晶表示装置、液晶表
示方法及び液晶表示装置用ホログラムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, a liquid crystal display method and a hologram for a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラー液晶表示装置としては、例えば表
示電極を有する2枚の基板間に液晶を保持し、一方の基
板側には表示画素に対応してカラー表示用の複数のフィ
ルタを具備し、対向電極間の電圧を制御して表示部の光
透過量を選択的に変化させることによりカラー表示を行
うようにしたものがある。
2. Description of the Related Art As a color liquid crystal display device, for example, liquid crystal is held between two substrates having display electrodes, and one substrate side is provided with a plurality of filters for color display corresponding to display pixels. There is one in which color display is performed by controlling the voltage between the counter electrodes to selectively change the light transmission amount of the display section.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにカラー表
示用の色フィルタを使用した液晶表示装置においては、
カラーフィルタの光透過率が約1/6であり、理想的な
光学系でも1/3が限界であって、光の利用効率が低
く、即ち画面が暗くなるという問題点がある。
In the liquid crystal display device using the color filter for color display as described above,
The light transmittance of the color filter is about ⅙, and even an ideal optical system has a limit of ⅓, and there is a problem that the light utilization efficiency is low, that is, the screen becomes dark.

【0004】又、カラーフィルタを具備した液晶表示装
置は、生産性が低く、且つ歩留りが低いという問題点が
あり、特に液晶画面のサイズが大きくなると製造が難し
くコストが高くなるという問題点があった。
Further, a liquid crystal display device having a color filter has a problem that productivity is low and a yield is low. Particularly, when the size of the liquid crystal screen is large, it is difficult to manufacture and the cost is high. It was

【0005】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、照明光の利用効率が高く、従って画
面が明るく、更に生産性及び歩留りを向上させることが
できると共に、サイズの大きい画面でも製造が容易且つ
低コストに製造することができるようにした液晶表示装
置、液晶表示方法及び液晶表示装置用回折格子媒体を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The utilization efficiency of illumination light is high, the screen is bright, the productivity and the yield can be further improved, and the size is large. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device, a liquid crystal display method, and a diffraction grating medium for a liquid crystal display device that can be easily manufactured at low cost even on a screen.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、表示画素毎
の表示電極を備えた2枚の基板間に液晶を保持し、一方
の基板の外側に各表示画素に対応するカラー表示用手段
を設け、対向電極間の電圧を制御して表示部における照
明光の光透過量を選択的に変化させることによりカラー
表示を行う液晶表示装置において、前記カラー表示用手
段を、対応する表示画素の表示すべき色の回折光を形成
するように格子縞のピッチを変えて特性を異ならせた少
なくとも3種類の微小回折格子を順次連続してパターニ
ングしてなる回折格子媒体としたことを特徴とする液晶
表示装置により、上記目的を達成するものである。
According to the present invention, a liquid crystal is held between two substrates each having a display electrode for each display pixel, and a color display means corresponding to each display pixel is provided outside one substrate. In a liquid crystal display device that is provided and performs color display by controlling the voltage between opposing electrodes to selectively change the light transmission amount of illumination light in the display section, the color display means displays the corresponding display pixel. A liquid crystal display characterized in that a diffraction grating medium is formed by successively patterning at least three kinds of minute diffraction gratings having different characteristics by changing the pitch of grating stripes so as to form diffracted light of the desired color. The device achieves the above object.

【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記照明光の光源を、前記回折格子媒体における一
つの微小回折格子に対して一つの照明光のみが入射する
ように配置した単方向照明としたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the illumination light source is arranged so that only one illumination light is incident on one minute diffraction grating in the diffraction grating medium. Directional lighting.

【0008】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記光源を、各々が前記回折格子媒体の異なる領域
を等しい入射角で照明する複数の小光源から構成したも
のである。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the light source is composed of a plurality of small light sources that illuminate different regions of the diffraction grating medium at equal incident angles.

【0009】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記複数の小光源は、該回折格子媒体面の法線及び
格子縞に対して対称となる2つの方向から等しい角度で
照射するように配置したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the plurality of small light sources irradiate at a same angle from two directions which are symmetrical with respect to the normal line of the diffraction grating medium surface and the grating fringes. It was placed in.

【0010】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいず
れかの発明において、前記微小回折格子の格子ピッチ
を、隣接する微小回折格子方向に廻り込んで出光する2
次回折光が、該隣接する微小回折格子により形成される
1次回折光と同色となるようにしたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the grating pitch of the minute diffraction gratings is circulated in the direction of the adjacent minute diffraction gratings to emit light.
The secondary diffracted light has the same color as the primary diffracted light formed by the adjacent minute diffraction grating.

【0011】請求項6の発明は、請求項1乃至5の発明
において、前記照明光の光源を、線状の平行白色光源と
したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, the illumination light source is a linear parallel white light source.

【0012】請求項7の発明は、請求項1乃至6のいず
れかの発明において、一つの前記照明光に対して、照明
光の入射角のずれによる色ずれを補正するように、該照
明光の光源から遠い側の微小回折格子の格子ピッチを、
近い側の微小回折格子の格子ピッチよりも、前記光源か
らの距離に応じて小さくしたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects of the invention, the illumination light is corrected so that a color shift due to a shift of an incident angle of the illumination light is corrected for one of the illumination lights. The grating pitch of the minute diffraction grating on the side far from the light source of
The grating pitch of the minute diffraction grating on the near side is made smaller according to the distance from the light source.

【0013】請求項8の発明は、請求項1乃至7のいず
れかの発明において、前記回折格子媒体の正面からの視
野角変化による色ずれを補正するように、該回折格子媒
体における、前記微小回折格子と直交する方向の中央部
側の微小回折格子の格子ピッチを、該直交方向端部の微
小回折格子の格子ピッチよりも、端部からの距離に応じ
て大きくしたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects of the present invention, the minute amount in the diffraction grating medium is corrected so as to correct a color shift due to a change in viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The grating pitch of the minute diffraction grating on the central side in the direction orthogonal to the diffraction grating is made larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end in the orthogonal direction according to the distance from the end.

【0014】請求項9の発明は、請求項8の発明におい
て、前記光源は、回折格子媒体の前記微小回折格子と直
交する方向に2分した領域を異なる方向から等しい入射
角で照明する一対の光源としたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the light source illuminates a region of the diffraction grating medium, which is divided into two parts in a direction orthogonal to the minute diffraction grating, from different directions at equal incident angles. It is used as a light source.

【0015】請求項10の発明は、請求項1乃至7のい
ずれかの発明において、前記照明光の入射角のずれによ
る色ずれ、及び、前記回折格子媒体の正面からの視野角
変化による色ずれを補正するように微小回折格子の格子
ピッチを、照明光からの距離及び回折格子媒体中央部か
らの距離に応じて変化させたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects of the invention, the color shift due to the shift of the incident angle of the illumination light and the color shift due to the change of the viewing angle of the diffraction grating medium from the front side. The grating pitch of the minute diffraction grating is changed according to the distance from the illumination light and the distance from the center of the diffraction grating medium so as to correct

【0016】請求項11の発明は、請求項1乃至10の
いずれかの発明において、前記回折格子媒体の正面から
の視野角変化による輝度変化を補正するように、該回折
格子媒体における、前記微小回折格子と平行な方向の中
央部の該微小回折格子の面積を、該平行方向端部におけ
るよりも、端部からの距離に応じて小さくしたものであ
る。
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects of the present invention, the minute amount in the diffraction grating medium is corrected so as to correct the luminance change due to the change in the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The area of the minute diffraction grating in the central portion in the direction parallel to the diffraction grating is made smaller according to the distance from the end than in the end in the parallel direction.

【0017】請求項12の発明は、請求項1乃至11の
いずれかの発明において、前記微小回折格子をその格子
縞が上下方向になるように配置し、前記照明光の光源を
該微小回折格子の格子縞と直交する方向に照明光が入射
するように配置したものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects of the present invention, the fine diffraction grating is arranged such that its grating stripes are in the vertical direction, and the light source of the illumination light is the fine diffraction grating. It is arranged so that the illumination light enters in the direction orthogonal to the lattice stripes.

【0018】請求項13の発明は、請求項1の発明にお
いて、前記微小回折格子を、その格子縞が前記表示部に
おける画面中心を中心とする仮想同心円の接線と平行方
向になるように配置され、前記照明光の光源は前記画面
中心を中心とするリング状光源としたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the minute diffraction grating is arranged such that its grating stripes are parallel to a tangent line of a virtual concentric circle centered on the screen center of the display section, The light source of the illumination light is a ring-shaped light source centered on the center of the screen.

【0019】請求項14の発明は、請求項13の発明に
おいて、前記微小回折格子を、その格子縞が前記画面中
心から上下、左右及びその中間方向の8方向に延びる仮
想放射線と直交する方向になるように配置したものであ
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect of the present invention, the fine diffraction grating has a lattice fringe in a direction orthogonal to virtual radiation extending in eight directions from the center of the screen up and down, left and right, and an intermediate direction thereof. It is arranged as follows.

【0020】請求項15の発明は、前記請求項13又は
14の発明において、前記回折格子媒体を透過型とし、
前記照明光の光源を、該回折格子媒体を裏面から照明す
る同心状の複数のリング状白色光源としたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the above-mentioned thirteenth or fourteenth aspect, the diffraction grating medium is a transmission type,
The illumination light source is a plurality of concentric ring-shaped white light sources that illuminate the diffraction grating medium from the back side.

【0021】請求項16の発明は、請求項1の発明にお
いて、前記照明光の光源は、前記回折格子媒体の各微小
回析格子に対して、回折格子媒体表面の法線及び格子縞
に対して対称となる2方向から等しい角度で入射し、各
微小回析格子を重畳して照明する双方向照明としたもの
である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light source of the illumination light is for each fine diffraction grating of the diffraction grating medium, with respect to a normal line and a grating fringe of the surface of the diffraction grating medium. This is a bidirectional illumination in which light is incident from two symmetrical directions at equal angles and the respective minute diffraction gratings are superimposed and illuminated.

【0022】請求項17の発明は、請求項1乃至16の
いずれかの発明において、前記回折格子媒体を透過型と
し、前記照明光を該回折格子媒体を裏面から照明するバ
ックライトとしたものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixteenth aspects, the diffraction grating medium is a transmissive type, and the illumination light is a backlight for illuminating the diffraction grating medium from the back surface. is there.

【0023】請求項18の発明は、請求項1乃至14、
16のいずれかの発明において、前記回折格子媒体を反
射型とし、前記照明光を該回折格子媒体を表面から照明
することにより表示画素のバックライトとしたものであ
る。
The invention of claim 18 relates to claims 1 to 14,
In any one of the sixteenth inventions, the diffraction grating medium is a reflection type, and the illumination light is used as a backlight of a display pixel by illuminating the diffraction grating medium from the surface.

【0024】請求項19の発明は、表示画素毎の表示電
極を備えた2枚の基板間に液晶を保持し、対向電極間の
電圧を制御して表示部における照明光の光透過量を選択
的に変化させることにより、画像のモノクロ表示を行う
液晶表示装置において、前記一方の基板の外側に表示画
素の表示すべき光と等しい波長の回折光を形成する微小
回折格子をパターニングした回折格子媒体を設けると共
に、微小回析格子の格子ピッチを位置に応じて変化させ
たことを特徴とする液晶表示装置により上記目的を達成
するものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, a liquid crystal is held between two substrates each having a display electrode for each display pixel, and a voltage between opposing electrodes is controlled to select a light transmission amount of illumination light in a display section. In a liquid crystal display device for monochromatic display of an image by changing the wavelength of the diffraction grating to form a diffractive grating medium that forms a diffracted light having a wavelength equal to the light to be displayed by the display pixel on the outside of the one substrate. And a liquid crystal display device characterized in that the grating pitch of the minute diffraction grating is changed according to the position.

【0025】請求項20の発明は、請求項19の発明に
おいて、一つの照明光に対して、照明光の入射角のずれ
による明るさずれを補正するように、該照明光から遠い
側の微小回折格子の格子ピッチを、近い側の微小回折格
子の格子ピッチよりも距離に応じて小さくしたものであ
る。
According to a twentieth aspect of the invention, in the nineteenth aspect of the invention, one illumination light has a minute distance on the side far from the illumination light so as to correct the luminance shift due to the deviation of the incident angle of the illumination light. The grating pitch of the diffraction grating is smaller than the grating pitch of the minute diffraction grating on the near side according to the distance.

【0026】請求項21の発明は、請求項19又は20
の発明において、前記回折格子媒体の正面からの視野角
変化による色ずれを補正するように、該回折格子媒体に
おける、前記微小回折格子の格子縞と直交する方向の中
央部側の微小回折格子の格子ピッチを、該直交方向端部
の微小回折格子の格子ピッチよりも、端部からの距離に
応じて大きくしたものである。
The invention of claim 21 is the invention of claim 19 or 20.
In the invention described above, the grating of the minute diffraction grating on the central portion side in the direction orthogonal to the grating fringes of the minute diffraction grating in the diffraction grating medium so as to correct the color shift due to the change in the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The pitch is made larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end in the orthogonal direction according to the distance from the end.

【0027】請求項22の発明は、請求項19、20又
は21の発明において、前記回折格子媒体の正面からの
視野角変化による輝度変化を補正するように、該回折格
子媒体における、前記微小回折格子と平行な方向の中央
部の該微小回折格子の面積を、該平行方向端部における
よりも、端部からの距離に応じて小さくしたものであ
る。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the nineteenth, twenty-third, or twenty-first aspect, the minute diffraction in the diffraction grating medium is corrected so as to correct a change in luminance due to a change in viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The area of the minute diffraction grating in the central portion in the direction parallel to the grating is made smaller according to the distance from the end than in the end in the parallel direction.

【0028】請求項23の発明は、請求項19乃至22
のいずれかの発明において、前記微小回折格子を、その
格子縞が前記表示部における画面中心を中心とする仮想
同心円の接線と平行方向になるように配置され、前記照
明光の光源は前記画面中心を中心とするリング状光源と
したものである。
The invention of claim 23 is based on claims 19 to 22.
In any one of the inventions, the fine diffraction grating is arranged so that its grating fringes are parallel to the tangents of a virtual concentric circle centered on the screen center in the display unit, and the light source of the illumination light is arranged on the screen center. It is a centered ring light source.

【0029】請求項24の発明は、表示画素毎の表示電
極を備えた2枚の基板間に液晶を保持し、一方の基板の
外側に、対応する表示画素が表示すべき色の回折光が形
成されるように格子縞のピッチを変えて特性を異ならせ
た少なくとも3種類の回折格子をパターニングしてなる
微小回折格子媒体を表示画素毎に配置し、対向する前記
表示電極間の電圧を制御して、該表示電極間の液晶の光
透過量を選択的に変化させることによりカラー表示を行
う液晶表示方法により、上記目的を達成するものであ
る。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, liquid crystal is held between two substrates provided with a display electrode for each display pixel, and diffracted light of a color to be displayed by the corresponding display pixel is provided outside one substrate. A minute diffraction grating medium formed by patterning at least three types of diffraction gratings having different characteristics by changing the pitch of the grating stripes so as to be formed is arranged for each display pixel, and the voltage between the display electrodes facing each other is controlled. Then, the above object is achieved by a liquid crystal display method in which color display is performed by selectively changing the amount of liquid crystal light transmission between the display electrodes.

【0030】請求項25の発明は、液晶表示装置におけ
る表示画素毎に対応する表示画素方向に回折光を形成す
るように配置された微小回析格子からなる回折格子媒体
を含んでなり、各微小回析格子は、対応する表示画素が
表示すべき少なくとも3色の回折光を形成するように3
以上の種類にパターニングされたことを特徴とする液晶
表示装置用回折格子媒体により、上記目的を達成するも
のである。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided a diffraction grating medium including a minute diffraction grating arranged so as to form diffracted light in a display pixel direction corresponding to each display pixel in the liquid crystal display device, The diffraction grating is arranged so that the corresponding display pixel forms diffracted light of at least three colors to be displayed.
The above-mentioned object is achieved by a diffraction grating medium for a liquid crystal display device, which is characterized by being patterned into the above types.

【0031】請求項26の発明は、請求項25の発明に
おいて、前記微小回折格子をエンボス法による複製とし
たものである。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in addition to the twenty-fifth aspect of the present invention, the minute diffraction grating is duplicated by an emboss method.

【0032】請求項27の発明は、請求項25又は26
の発明において、前記微小回折格子の格子ピッチを、隣
接する微小回折格子方向に廻り込んで出光する2次回折
光が、該隣接する微小回折格子により形成される1次回
折光と同色となるようにしたものである。
[0032] The invention of claim 27 is based on claim 25 or 26.
In the invention, the second-order diffracted light emitted by wrapping the grating pitch of the minute diffraction grating in the direction of the adjacent minute diffraction grating has the same color as the first-order diffracted light formed by the adjacent minute diffraction grating. It is a thing.

【0033】請求項28の発明は、請求項25、26又
は27の発明において、前記回折格子媒体の正面からの
視野角変化による色ずれを補正するように、該回折格子
媒体における、前記微小回折格子と直交する方向の中央
部側の微小回折格子の格子ピッチを、該直交方向端部の
微小回折格子の格子ピッチよりも、端部からの距離に応
じて大きくしたものである。
According to a twenty-eighth aspect of the invention, in the twenty-fifth, twenty-sixth or twenty-seventh aspect of the invention, the minute diffraction in the diffraction grating medium is corrected so as to correct the color shift due to the change in the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The grating pitch of the minute diffraction grating on the central portion side in the direction orthogonal to the grating is made larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end portion in the orthogonal direction according to the distance from the end portion.

【0034】請求項29の発明は、請求項25乃至28
のいずれかの発明において、照明光の入射角のずれによ
る色ずれ、及び、前記回折格子媒体の正面からの視野角
変化による色ずれを補正するように微小回折格子の格子
ピッチを、照明光からの距離及び回折格子媒体中央部か
らの距離に応じて変化させたものである。
The invention of claim 29 is based on claims 25 to 28.
In any one of the inventions, the grating pitch of the minute diffraction grating is changed from the illumination light so as to correct the color deviation due to the deviation of the incident angle of the illumination light and the color deviation due to the change of the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. And the distance from the center of the diffraction grating medium.

【0035】請求項30の発明は、請求項25乃至29
の発明のいずれかにおいて、前記回折格子媒体の正面か
らの視野角変化による輝度変化を補正するように、該回
折格子媒体における、前記微小回折格子と平行な方向の
中央部の該微小回折格子の面積を、該平行方向端部にお
けるよりも、端部からの距離に応じて小さくしたもので
ある。
[0035] The invention of claim 30 is based on claims 25 to 29.
In any one of the inventions, the fine diffraction grating of the central portion of the diffraction grating medium in the direction parallel to the fine diffraction grating is corrected so as to correct the change in luminance due to the change in the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The area is made smaller in accordance with the distance from the end than in the parallel end.

【0036】[0036]

【作用】本発明に係る液晶表示装置の回折格子媒体は、
対応する表示画素が表示すべき色の回折光を形成する微
小回折格子から構成され、照明光を大幅に減衰すること
なく所定の色の回折光として表示画素に出射する。従っ
て、照明光の減衰が少ないので画面を従来のカラーフィ
ルタを利用した場合と比較して大幅に明るくすることが
できる。
The diffraction grating medium of the liquid crystal display device according to the present invention is
The corresponding display pixel is composed of a minute diffraction grating that forms diffracted light of the color to be displayed, and the illumination light is emitted to the display pixel as diffracted light of a predetermined color without being significantly attenuated. Therefore, since the illumination light is less attenuated, the screen can be significantly brightened as compared with the case where the conventional color filter is used.

【0037】ここで、一つの微小回折格子には一つの照
明光のみが入射するように単方向照明とすると、隣接微
小回折格子から回り込む他の1次回折光又は2次回折光
の利用、及びピッチ、角度等のパターン補正が容易とな
る。
Here, if unidirectional illumination is performed so that only one illumination light is incident on one minute diffraction grating, the use of another 1st-order diffracted light or another 2nd-order diffracted light that wraps around the adjacent minute diffraction grating, and pitch, It becomes easy to correct the pattern such as the angle.

【0038】光源を各々異なる領域を照明する複数の光
源とすると、画面全体における光量バランスを良好にす
ることができる。
If the light sources are a plurality of light sources that illuminate different areas, the light amount balance on the entire screen can be improved.

【0039】特に回折格子媒体面に沿って複数の光源を
分散配置して、より明るく、且つ光量バランスを良好に
することができる。
In particular, a plurality of light sources can be dispersedly arranged along the surface of the diffraction grating medium to make it brighter and to have a good light quantity balance.

【0040】微小回折格子の格子ピッチを、その格子か
ら隣接部に廻り込む1次又は2次回折光が隣接する微小
回折格子の1次回折光が形成すべき色と同色となるよう
にすることによって、画面の輝度を向上させることがで
きる。
By making the grating pitch of the minute diffraction grating have the same color as the color to be formed by the first-order diffracted light of the adjacent minute diffraction grating, the first-order or second-order diffracted light that wraps around from the grating to the adjacent portion is obtained. The screen brightness can be improved.

【0041】照明光の光源から遠い側の微小回折格子の
格子ピッチを近い側よりも小さくすると、照明光の入射
角のずれによる色ずれを補正して、正確な色表示をする
ことができる。この場合、光源光の平行性に誤差があっ
たりした場合でも色ずれの補正をすることができる。
If the grating pitch of the minute diffraction grating on the side far from the light source of the illumination light is made smaller than that on the side closer to it, the color shift due to the shift of the incident angle of the illumination light can be corrected and accurate color display can be performed. In this case, color misregistration can be corrected even if there is an error in the parallelism of the light from the light source.

【0042】又、この場合、照明光の光源を、断面が点
状の一つの線光源であって、光源からの位置により照明
光の入射角が異なる場合でも補正することができる。
Further, in this case, the light source of the illumination light can be corrected even if it is one line light source having a point-shaped cross section and the incident angle of the illumination light varies depending on the position from the light source.

【0043】液晶表示画面における、微小回折格子と直
交方向中央部での微小回折格子の格子ピッチを端部より
も大きくすると、画面を正面から見た場合と斜めから見
た場合の視野角変化による色ずれを補正することができ
る。
In the liquid crystal display screen, if the grating pitch of the minute diffraction grating at the central portion in the direction orthogonal to the minute diffraction grating is made larger than the end portion, the viewing angle changes depending on whether the screen is viewed from the front or obliquely. Color shift can be corrected.

【0044】この場合、光源を画面における前記微小回
折格子と直交する方向に2分した領域を異なる方向から
照明する一対の光源とすると、画面を明るく、且つ光源
の厚さを小さくすることができる。
In this case, if the light source is a pair of light sources that illuminate a region bisected in the direction orthogonal to the minute diffraction grating on the screen from different directions, the screen can be bright and the thickness of the light source can be reduced. .

【0045】又、前記のような照明光の入射角のずれに
よる色ずれと、視野角変化による色ずれを同時に補正す
るように微小回折格子の格子ピッチを調整すると、両方
の変化が相殺するので格子ピッチの変化量を小さくする
ことができる。
Further, if the grating pitch of the minute diffraction grating is adjusted so as to simultaneously correct the color shift due to the shift of the incident angle of the illumination light and the color shift due to the change of the viewing angle, both changes cancel out. The amount of change in the grating pitch can be reduced.

【0046】一般に、回折格子媒体の回折格子と平行な
方向の画面中央部は同方向の両端よりも輝度が大きいの
で、中央部側の微小回折格子の面積を端部側よりも小さ
くすると、画面の輝度を均一にすることができる。
Generally, the brightness of the central part of the screen in the direction parallel to the diffraction grating of the diffraction grating medium is higher than that of both ends in the same direction. Therefore, if the area of the minute diffraction grating on the central part side is made smaller than the end part, the screen The brightness of can be made uniform.

【0047】又、微小回折格子を、その格子縞の方向を
上下方向に配置すると、画面上方からの室内照明光、窓
からの太陽光等が回折されないので、外乱光による画面
のむらを防止することができる。
Further, when the minute diffraction gratings are arranged with their grating stripes arranged in the vertical direction, indoor illumination light from above the screen and sunlight from the window are not diffracted, so that unevenness of the screen due to ambient light can be prevented. it can.

【0048】微小回折格子の方向、画面中心と同心円の
接線方向に配置して、これをリング状光源で照明する
と、前述のような視野角変化による輝度低下、周辺部の
輝度低下を防止できる。
By arranging in the direction of the minute diffraction grating and in the tangential direction of a concentric circle with the center of the screen and illuminating this with a ring-shaped light source, it is possible to prevent the above-mentioned decrease in brightness due to a change in viewing angle and decrease in brightness in the peripheral portion.

【0049】この場合、微小回折格子の格子縞の方向を
画面中心からの8方向に延びる仮想放射線と直交して配
置すると、該微小回折格子の形成が容易である。
In this case, if the direction of the grating fringes of the minute diffraction grating is arranged orthogonal to the virtual radiation extending in eight directions from the center of the screen, the minute diffraction grating can be easily formed.

【0050】又、この場合、透過型回折格子媒体を用い
て、裏面から同心状の複数のリング状光源で照明する
と、光量バランスを良好にすることができ、画面を明る
くすることができる。
Further, in this case, when the transmission type diffraction grating medium is used to illuminate the rear surface with a plurality of concentric ring-shaped light sources, the light quantity balance can be improved and the screen can be brightened.

【0051】又、各微小回折格子に対して2方向から等
しい入射角度で重畳して照明すると画面の光量バランス
を良好にすることができる。
Further, by superimposing and illuminating each of the minute diffraction gratings from two directions at the same incident angle, it is possible to improve the light amount balance of the screen.

【0052】又、前記回折格子媒体を透過型あるいは反
射型エンボスホログラムとすることにより、微小回折格
子の構成を容易且つ低コストで行うことができる。
Further, by forming the diffraction grating medium as a transmissive or reflective embossed hologram, it is possible to easily and inexpensively construct a minute diffraction grating.

【0053】更に、モノクロ表示を行う液晶表示装置に
おいて、微小回折格子の格子ピッチを、位置に応じて変
化させる、例えば光源から遠い側の微小回折格子の格子
ピッチがより小さくなるようにすると、照明光の入射角
のずれによる色ずれを補正することができる。
Further, in a liquid crystal display device for monochrome display, if the grating pitch of the minute diffraction grating is changed according to the position, for example, the grating pitch of the minute diffraction grating on the side far from the light source becomes smaller, the illumination It is possible to correct the color shift due to the shift of the incident angle of light.

【0054】又、このようにすると、照明光の光源を断
面が点状の一つの線光源としても色ずれを確実に補正す
ることができる。
Further, in this way, the color shift can be surely corrected even if the light source of the illumination light is one line light source having a point-shaped cross section.

【0055】更に、上記のようなモノクロ表示の液晶表
示装置において、微小回折格子と直交する方向の画面中
央部の格子ピッチを端部の格子ピッチよりも大きくする
ことによって、視野角変化による画面の色着き及び明る
さむらを補正することができる。
Further, in the liquid crystal display device for monochrome display as described above, by making the grating pitch in the central portion of the screen in the direction orthogonal to the minute diffraction grating larger than the grating pitch at the end portions of the screen, It is possible to correct coloring and uneven brightness.

【0056】更に、微小回折格子と平行方向の画面中央
部における微小回折格子の面積を端部からの距離に応じ
て、端部におけるよりも小さくして、視野角変化による
画面の輝度変化を補正して、均一な輝度を得ることがで
きる。
Further, the area of the fine diffraction grating in the central portion of the screen in the direction parallel to the fine diffraction grating is made smaller than that at the end portion in accordance with the distance from the end portion to correct the change in screen luminance due to the change in viewing angle. As a result, uniform brightness can be obtained.

【0057】又、微小回折格子の方向、画面中心と同心
円の接線方向に位置して、これをリング状光源で照明す
ると、前述のような視野角変化による輝度低下、周辺部
の輝度低下を防止できる。
Further, when the minute diffraction grating is positioned in the tangential direction of the concentric circle with the center of the screen and illuminated by a ring-shaped light source, it is possible to prevent the above-mentioned decrease in brightness due to the change in viewing angle and the decrease in brightness in the peripheral portion. it can.

【0058】本発明に係る液晶表示方法によれば、カラ
ーフィルタを用いることなく液晶によりカラー表示を行
うことができ、従って液晶画面を明るくすることができ
る。
According to the liquid crystal display method of the present invention, color display can be performed by the liquid crystal without using a color filter, so that the liquid crystal screen can be brightened.

【0059】又本発明の液晶表示装置用回折格子媒体に
よれば、回折光が所定の量を有しているので、これを液
晶表示装置に用いた場合、カラーフィルタを利用するこ
となく、従って、照明光を減衰させることなく、各表示
画素における色を明るく表示することができる。又回折
格子媒体は、例えばエンボスホログラムを用いた場合、
カラーフィルタと比較して製造が容易であり、且つ、製
造コストを低くすることができる。
Further, according to the diffraction grating medium for a liquid crystal display device of the present invention, since the diffracted light has a predetermined amount, when this is used for a liquid crystal display device, a color filter is not used, and accordingly, The color in each display pixel can be displayed brightly without attenuating the illumination light. Further, the diffraction grating medium, for example, when using an embossed hologram,
It is easier to manufacture than a color filter, and the manufacturing cost can be reduced.

【0060】前記液晶表示用回折格子媒体において、微
小回折格子の格子ピッチを、その格子から隣接部に廻り
込む1次又は2次回折光が隣接する微小回折格子の1次
回折光が形成すべき色と同色となるようにすることによ
って、画面の輝度を向上させることができる。
In the above-mentioned diffraction grating medium for liquid crystal display, the grating pitch of the minute diffraction grating is defined as the color to be formed by the first-order diffracted light of the minute diffraction grating adjacent to the first-order or second-order diffracted light wrapping from the grating to the adjacent portion. By making the colors the same, the brightness of the screen can be improved.

【0061】又、微小回折格子と直交方向中央部での微
小回折格子の格子ピッチを端部よりも大きくすると、正
面から見た場合と斜めから見た場合の視野角変化による
色ずれを補正することができる。
Further, if the grating pitch of the minute diffraction grating in the central portion in the direction orthogonal to the minute diffraction grating is made larger than that of the end portion, the color shift due to the change of the viewing angle when viewed from the front and when viewed obliquely is corrected. be able to.

【0062】又、照明光の入射角のずれによる色ずれ
と、視野角変化による色ずれを同時に補正するように微
小回折格子の格子ピッチを調整すると、両方の変化が相
殺するので格子ピッチの変化量を小さくすることができ
る。
Further, if the grating pitch of the minute diffraction grating is adjusted so as to simultaneously correct the color deviation due to the deviation of the incident angle of the illumination light and the color deviation due to the change of the viewing angle, both changes cancel each other out, and therefore the grating pitch changes. The amount can be reduced.

【0063】一般に、回折格子媒体の回折格子と平行な
方向の画面中央部は同方向の両端よりも輝度が大きいの
で、中央部側の微小回折格子の面積を端部側よりも小さ
くすると、画面の輝度を均一にすることができる。
In general, the brightness of the central part of the screen in the direction parallel to the diffraction grating of the diffraction grating medium is higher than that of both ends in the same direction. Therefore, if the area of the minute diffraction grating on the central part side is made smaller than that on the end side, The brightness of can be made uniform.

【0064】[0064]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0065】図1に示されるように、本発明の第1実施
例に係るカラー液晶表示装置10は、液晶パネル12の
裏側に、バックライト14と回折格子媒体からなるカラ
ー表示用手段16とを組合わせて配置したものである。
As shown in FIG. 1, a color liquid crystal display device 10 according to the first embodiment of the present invention has a backlight 14 and a color display means 16 composed of a diffraction grating medium on the back side of a liquid crystal panel 12. It is arranged in combination.

【0066】なお、この回折格子媒体は、例えば、特開
平6−337315号のように、塩化ビニール等の樹脂
シートに、電子ビームを用いて回折格子パターンを所定
の媒体上に描画し得られた回折格子原版を用いて、プレ
スすることにより得られるものである。
This diffraction grating medium can be obtained by drawing a diffraction grating pattern on a predetermined medium using an electron beam on a resin sheet such as vinyl chloride as disclosed in JP-A-6-337315. It is obtained by pressing using a diffraction grating original plate.

【0067】しかしながら、本願の回折格子媒体は、一
般的には、ホログラムと呼ぶことが多いので、以下に述
べる実施例ではホログラムという語句を用いることにす
る。
However, since the diffraction grating medium of the present application is generally called a hologram, the term hologram is used in the embodiments described below.

【0068】前記カラー表示用手段16は、ガラス基板
18上に反射型エンボスホログラム20を貼着したもの
であり、この反射型エンボスホログラム20は、図3に
示されるように、透明なエンボスホログラムフィルム2
0Aの表面にアルミニウムからなる反射膜20Bを貼着
し、立体的にエンボス加工したものである。
The color display means 16 has a reflection type embossed hologram 20 attached on a glass substrate 18, and the reflection type embossed hologram 20 is a transparent embossed hologram film as shown in FIG. Two
A reflective film 20B made of aluminum is attached to the surface of 0A and embossed three-dimensionally.

【0069】なお、この反射型エンボスホログラム20
は又は透過型エンボスホログラムが回折格子媒体に相当
するものであるが、必ずしも塩化ビニール等の樹脂シー
トにエンボスが施されたシートを用いることはなく、ガ
ラス基板18を直接エッチングして、回折格子を形成し
たものを用いることもできる。但し、コストの面からエ
ンボス法が好ましい。
The reflection type embossed hologram 20
Although the transmission type embossed hologram corresponds to a diffraction grating medium, a sheet obtained by embossing a resin sheet such as vinyl chloride is not necessarily used, and the glass substrate 18 is directly etched to form a diffraction grating. What was formed can also be used. However, the embossing method is preferable in terms of cost.

【0070】前記液晶パネル12は、従来の液晶パネル
と同様に、対向する一対のガラス基板12A、12Bに
透明電極12C、配向膜12D、12Eを備え、両者の
間に液晶12Fを保持したものであり、ガラス基板12
A、12Bそれぞれの外側には偏光板12G、12Hが
それぞれ配置されている。
Like the conventional liquid crystal panel, the liquid crystal panel 12 has a pair of glass substrates 12A and 12B facing each other, a transparent electrode 12C and alignment films 12D and 12E, and a liquid crystal 12F held between them. Yes, glass substrate 12
Polarizing plates 12G and 12H are arranged outside the A and 12B, respectively.

【0071】前記バックライト14は、図において下側
の偏光板12Hとこれと離間して平行に配置された前記
反射型エンボスホログラム20との間の外側に隣接し
て、図1において左右に一対配置された白色平行光を放
射する線光源14A、14Bから構成されている。
The backlight 14 is adjacent to the outer side between the lower polarizing plate 12H and the reflection type embossed hologram 20 arranged in parallel with the lower polarizing plate 12H in the figure, and is paired left and right in FIG. The line light sources 14A and 14B that emit white parallel light are arranged.

【0072】これに一対の線光源14A、14Bは、反
射型エンボスホログラム20の正面の法線に対して左右
からθの入射角度をもって、該反射型エンボスホログラ
ム20の全域を重畳して平行光により照明するようにさ
れている。
The pair of linear light sources 14A and 14B superimposes the entire area of the reflection type embossed hologram 20 with an incident angle of θ from the left and right with respect to the normal line of the front surface of the reflection type embossed hologram 20 and forms parallel light. It is supposed to illuminate.

【0073】前記反射型エンボスホログラム20は、図
2に示されるように、液晶パネル12におけるRGBの
三原色に対応して、前記線光源14A、14Bからの平
行光により照明されたときの1次回折光がそれぞれR、
G、Bとなるように、特性を異ならせてパターニングさ
れた微小回折格子22A〜22Cから構成するとこの順
で配置して構成されている。
As shown in FIG. 2, the reflection-type embossed hologram 20 corresponds to the three primary colors of RGB in the liquid crystal panel 12, and is a first-order diffracted light when illuminated by parallel light from the linear light sources 14A and 14B. Are R and
When the fine diffraction gratings 22A to 22C are patterned to have different characteristics so as to be G and B, they are arranged in this order.

【0074】例えば、前記偏光源14A、14Bからの
平行光の反射型エンボルホログラム20Aの入射角度θ
=60°のとき、1次回折光がRとなる微小回折格子2
2Aの回折格子ピッチは0.75μm、Gを表わす微小
回折格子22Bの回折格子ピッチは0.63μm、Bを
表わす微小回折格子22Cの回折格子ピッチは0.46
μmとする。
For example, the incident angle .theta. Of the parallel light reflected from the polarization sources 14A and 14B on the reflection type embossed hologram 20A.
= 60 °, the minute diffraction grating 2 in which the first-order diffracted light becomes R
The diffraction grating pitch of 2A is 0.75 μm, the diffraction grating pitch of the minute diffraction grating 22B representing G is 0.63 μm, and the diffraction grating pitch of the minute diffraction grating 22C representing B is 0.46.
μm.

【0075】なお、反射型エンボスホログラム20にお
いては、上方から入射する照明光に対して凹部23Aで
反射が生じ、又凸部23Bでは散乱が生じ、反射光が回
折される。
In the reflection type embossed hologram 20, the illumination light incident from above is reflected by the concave portion 23A and scattered by the convex portion 23B, and the reflected light is diffracted.

【0076】この実施例において、液晶パネル12にお
ける表示画素のRGBに対応して、R、G又はBの1次
回折光を出力する微小回折格子22A〜22Cを配置し
ているので、カラーフィルタを用いることなくカラー表
示をすることができる。
In this embodiment, since the minute diffraction gratings 22A to 22C for outputting the first order diffracted light of R, G or B are arranged corresponding to RGB of the display pixels in the liquid crystal panel 12, a color filter is used. It is possible to display in color without.

【0077】又、カラーフィルタによる光の減衰がない
ので、液晶パネル12の画面における輝度を大幅に向上
させ、且つバックライトを低消費電力化することができ
る。
Further, since the light is not attenuated by the color filter, the brightness on the screen of the liquid crystal panel 12 can be greatly improved and the power consumption of the backlight can be reduced.

【0078】又、製造コストの点では、従来1万円前後
のカラーフィルタのサイズの液晶パネルについては、エ
ンボスホログラムは数百円で製造することができる。
In terms of manufacturing cost, an embossed hologram can be manufactured for several hundred yen for a liquid crystal panel having a color filter size of about 10,000 yen in the related art.

【0079】更に、カラーフィルタを用いた液晶パネル
の場合、カラーフィルタに不良があった場合は色むら等
の光学特性に大きな影響を与えるので、製造過程におけ
る歩留りが低いが、エンボスホログラムの場合は多少の
疵等の不良があっても光学特性に影響しないので、製造
過程における歩留りが極めて良い。又、従来のカラーC
RTにおけるシャドーマスクの場合、コンバージェンス
色ずれが発生し易いが、この実施例の場合は、カラーフ
ィルタをエンボスホログラムに置換えたものであるの
で、カラーフィルタ方式と同様に色ずれが発生すること
がない。
Further, in the case of a liquid crystal panel using a color filter, if the color filter is defective, it has a great influence on the optical characteristics such as color unevenness, so that the yield in the manufacturing process is low, but in the case of an embossed hologram. Even if some defects such as flaws do not affect the optical characteristics, the yield in the manufacturing process is extremely good. Also, conventional color C
In the case of a shadow mask in RT, convergence color shift is likely to occur, but in the case of this embodiment, since the color filter is replaced with an embossed hologram, color shift does not occur as in the color filter system. .

【0080】次に図4に示される本発明の第2実施例に
ついて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described.

【0081】この第2実施例に係るカラー液晶表示装置
24は、透過型エンボスホログラム26を用いたもので
あり、バックライト28は、ガラス基板30の裏側に配
置されたバックライトであり、このバックライト28
は、該ガラス基板30と平行方向に整列された複数の小
光源28A、28Bから構成されている。
The color liquid crystal display device 24 according to the second embodiment uses the transmissive embossed hologram 26, and the backlight 28 is a backlight arranged on the back side of the glass substrate 30. Light 28
Is composed of a plurality of small light sources 28A and 28B aligned in parallel with the glass substrate 30.

【0082】前記小光源28Aと28Bは、ガラス基板
30の法線に対して同一の入射角で、微小回折格子22
A〜22Cと直交する方向(図4において左右方向)に
等分された被照射領域を異なる方向から交互に照射する
ように配置されている。
The small light sources 28A and 28B have the same incident angle with respect to the normal line of the glass substrate 30 and have the minute diffraction grating 22.
It is arranged so as to alternately irradiate the irradiated regions equally divided in the direction orthogonal to A to 22C (left and right direction in FIG. 4) from different directions.

【0083】従って、1つの照射領域には小光源28A
又は28Bのどちらかのみから平行光が入射され、被照
射領域ごとにみれば、単方向照明とされている。
Therefore, the small light source 28A is provided in one irradiation area.
Alternatively, parallel light is incident from only one of the two or 28B, and it is a unidirectional illumination for each irradiation area.

【0084】この実施例では、平行光線を出射する小光
源28A、28Bを、液晶パネルと密着した状態で多灯
に配置することができるので、図1の第1実施例におけ
るカラー液晶表示装置10よりもパネルの厚さ方向の寸
法を小さくすることができると共に、全体の照明光量の
バランスを良好にすることができる。
In this embodiment, since the small light sources 28A and 28B for emitting parallel rays can be arranged in multiple lamps in close contact with the liquid crystal panel, the color liquid crystal display device 10 in the first embodiment shown in FIG. It is possible to reduce the size of the panel in the thickness direction and to improve the balance of the entire illumination light amount.

【0085】前記透過型エンボスホログラム26におい
ては、図5に拡大して示されるように、エンボスホログ
ラムフィルム26Aの凸部26Bで光が透過され、凹部
26Cでは散乱が発生して透過光が回折される。
In the transmissive embossed hologram 26, as shown in an enlarged view in FIG. 5, light is transmitted by the convex portion 26B of the embossed hologram film 26A and scattered by the concave portion 26C to diffract the transmitted light. It

【0086】次に図6に示される本発明の第3実施例に
ついて説明する。
Next, a third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described.

【0087】この第3実施例に係る透過型エンボスホロ
グラム32は、ホログラムを構成する微小回折格子の格
子ピッチを、隣接する微小回折格子方向に出光する2次
回折光が該隣接する微小回折格子により形成される1次
回折光と同色となるようにしたものである。
In the transmissive embossed hologram 32 according to the third embodiment, the grating pitch of the minute diffraction gratings constituting the hologram is formed by the adjacent minute diffraction gratings of the secondary diffracted light emitted in the direction of the adjacent minute diffraction gratings. The first-order diffracted light has the same color.

【0088】例えば、図6に示されるように、R、B及
びGの1次回折光を形成する微小回折格子34A〜34
Cをこの順で配置したとき、次の各式が成立するよう
に、格子ピッチ、照明光の入射角度θ、1次回折光の回
折角αを設定する。
For example, as shown in FIG. 6, minute diffraction gratings 34A to 34 for forming first-order diffracted lights of R, B and G.
When C is arranged in this order, the grating pitch, the incident angle θ of the illumination light, and the diffraction angle α of the first-order diffracted light are set so that the following expressions are satisfied.

【0089】[0089]

【数1】 [Equation 1]

【0090】ここでPR 、PB 、PG はそれぞれ微小回
折格子34A〜34Cの格子ピッチ、λR 、λB 、λG
はそれぞれ微小回折格子34A〜34Cの1次回折光の
波長、λG - λG + は微小回折格子34Cにおける隣接
1次回折光の波長、λR 2 +は微小回折格子34Aの2
次回折光の波長、λB 1/2 - はλB を2次回折光に設定
したときの1次回折光の波長をそれぞれ示すものとす
る。
Here, PR, PB and PG are the grating pitches of the minute diffraction gratings 34A to 34C, λR, λB and λG, respectively.
Is the wavelength of the first-order diffracted light of each of the minute diffraction gratings 34A to 34C, λG - λG + is the wavelength of the adjacent first-order diffracted light of the minute diffraction grating 34C, and λR 2 + is 2 of the minute diffraction grating 34A.
Wavelength of diffracted light, .lambda.B 1/2 - denote respectively the wavelength of the diffracted light when set to the second-order diffracted light .lambda.B.

【0091】この実施例においては、単方向照明の場合
に生ずる隣接微小回折格子から回り込む1次又は2次回
折光を遮断することなく積極的に利用するので、画面に
おける輝度を向上させることができる。又回り込む回折
光の遮断をするための手段が不要となる。
In this embodiment, the first-order or second-order diffracted light that wraps around the adjacent minute diffraction grating generated in the case of unidirectional illumination is positively utilized without being blocked, so that the brightness on the screen can be improved. Further, a means for blocking the diffracted light that wraps around is unnecessary.

【0092】次に図7に示される本発明の第4実施例に
ついて説明する。この第4実施例に係るエンボスホログ
ラム36は、バックライトの光源の平行性に誤差があ
り、微小回折格子への照明光の入射角がずれるような場
合に適用されるものである。
Next explained is the fourth embodiment of the invention shown in FIG. The embossed hologram 36 according to the fourth embodiment is applied when there is an error in the parallelism of the light source of the backlight and the incident angle of the illumination light on the minute diffraction grating is deviated.

【0093】即ち、蛍光灯等の、断面が点状となる線光
源38により、エンボスホログラム36を単方向照明す
る場合に、その照明光の入射角がエンボロスホログラム
36において、線光源38に近い側ではθ2 、線光源3
8から最も遠い位置ではθ2よりも大きいθ1 となる。
That is, when the embossed hologram 36 is unidirectionally illuminated by a linear light source 38 having a point-shaped cross section, such as a fluorescent lamp, the incident angle of the illumination light is close to that of the linear light source 38 in the embossed hologram 36. On the side, θ 2 , linear light source 3
At a position farthest from 8, the angle becomes θ 1 larger than θ 2 .

【0094】前記エンボスホログラム38における微小
回折格子の格子ピッチPは、P sinθ=λ(回折光の波
長)で、λが一定となるように回折格子の格子ピッチP
を、最大P2 =λ/ sinθ2 から最小P1 =λ/ sinθ
1 まで変化させてある。
The grating pitch P of the minute diffraction grating in the embossed hologram 38 is P sin θ = λ (wavelength of diffracted light), and the grating pitch P of the diffraction grating is such that λ becomes constant.
From the maximum P 2 = λ / sin θ 2 to the minimum P 1 = λ / sin θ
It has been changed to 1 .

【0095】従って、線光源38に近い側の微小回折格
子のピッチは粗く、又遠い側の格子ピッチは細かくな
り、線光源38からの照明光の入射角のずれによる色ず
れを補正することができる。
Therefore, the fine diffraction grating on the side closer to the line light source 38 has a coarse pitch, and the grating pitch on the far side is finer, so that the color shift due to the shift of the incident angle of the illumination light from the line light source 38 can be corrected. it can.

【0096】次に図8に示される本発明の第5実施例に
ついて説明する。この第5実施例に係るエンボスホログ
ラム40は、視野角補正をするものである。
Next explained is the fifth embodiment of the invention shown in FIG. The embossed hologram 40 according to the fifth embodiment corrects the viewing angle.

【0097】エンボスホログラム40の直面が大きくな
ったり、又は直面に近づいて観察した場合、視線が周辺
部に行くに従って垂直からずれて色ずれが生じたり、輝
度が低下したりする。
When the embossed hologram 40 has a large face, or when the face is observed close to the face, the line of sight shifts from the vertical direction to cause a color shift or a decrease in brightness as the line of sight moves toward the periphery.

【0098】この実施例では、微小回折格子41のピッ
チを変えることによって、色ずれを補正すると共に、輝
度の低下については、微小回折格子の開口面積を変化さ
せて、中央部を周辺に比べて暗くすることによって、輝
度を均一にするものである。
In this embodiment, the pitch of the minute diffraction grating 41 is changed to correct the color misregistration, and in order to reduce the luminance, the opening area of the minute diffraction grating is changed so that the central portion is different from the peripheral portion. The brightness is made uniform by making it dark.

【0099】具体的にはエンボスホログラム40は、正
面からの視野角変化による色ずれを補正するように、エ
ンボスホログラム40表面の、微小回折格子と直交する
方向(図8において左右方向)の中央部側の微小回折格
子41Aの格子ピッチを、該直交方向両端部の微小回折
格子41Bの格子ピッチよりも、端部からの距離に応じ
て大きくしたものである。これを数式に表わすと、次式 P( sinθ+ sinα)=nλ …(2)
Specifically, in the embossed hologram 40, the central portion of the surface of the embossed hologram 40 in the direction orthogonal to the minute diffraction grating (left and right direction in FIG. 8) so as to correct the color shift due to the change in the viewing angle from the front. The grating pitch of the minute diffraction grating 41A on the side is made larger than the grating pitch of the minute diffraction gratings 41B at both ends in the orthogonal direction according to the distance from the end. When this is expressed in a mathematical expression, the following expression P (sin θ + sin α) = nλ (2)

【0100】ここで、Pは格子ピッチ、は照明光の入射
角度、αは回折角、nは回折次数、λは回折光の波長を
それぞれ示し、回折角αが変化しても、nλが一定とな
るように格子ピッチPを変更する。
Here, P is the grating pitch, is the incident angle of the illumination light, α is the diffraction angle, n is the diffraction order, and λ is the wavelength of the diffracted light, and nλ is constant even if the diffraction angle α changes. The grating pitch P is changed so that

【0101】又、この実施例におけるエンボスホログラ
ム40では、正面からの視野角変化による輝度変化を補
正するように、エンボスホログラム40表面における、
微小回折格子と平行な方向の中央部微小回折格子の面積
を、該平行方向端部におけるよりも端部からの距離にお
いて小さくしたものである。
Further, in the embossed hologram 40 in this embodiment, the surface of the embossed hologram 40 is corrected so as to correct the change in luminance due to the change in the viewing angle from the front.
The area of the central minute diffraction grating in the direction parallel to the minute diffraction grating is made smaller in the distance from the end than in the parallel direction end.

【0102】具体的には、図8において、上下方向中央
部の微小回折格子41Cの面積を小さく、上下両端程大
きくして、上下方向の視野角変化による周辺部の輝度低
下を補い、画面全体の輝度が均一になるようにしたもの
である。
Specifically, in FIG. 8, the area of the minute diffraction grating 41C in the central portion in the vertical direction is made small and is made larger at both upper and lower ends to compensate for the decrease in the luminance of the peripheral portion due to the change in the vertical viewing angle, and The brightness of is uniform.

【0103】なお、この実施例において、照明光は左右
からホログラム面の法線及び格子縞に対して等しい入射
角度θの平行光線で、図8においてホログラム面を左右
に二分割して各々独立して照明するようにされている。
In this embodiment, the illumination light is a parallel ray having an incident angle θ equal to the normal line of the hologram surface and the lattice fringes from the left and right, and in FIG. It is supposed to illuminate.

【0104】この第5実施例においては、視線が正面か
ら周辺部に行くに従って垂直からずれて回折格子と直交
方向には色ずれ、平行方向には輝度低下が生じることを
同時補正することができる。
In the fifth embodiment, it is possible to simultaneously correct that the line of sight deviates from the vertical direction as it goes from the front to the peripheral portion and the color shift occurs in the direction orthogonal to the diffraction grating, and the luminance decreases in the parallel direction. .

【0105】ここで、前記図7の第4実施例では、線光
源38から遠い側の微小回折格子の格子ピッチを近い側
よりも小さくし、又、図8の第5実施例では、逆に光源
から遠い側の微小回折格子の格子ピッチを近い側よりも
大きくしてそれぞれ色ずれを補正しているが、光源を第
4実施例のように蛍光灯等の、断面が点状の線光源とし
た場合、上記のようなとるべき手段が互いに相反する2
つの補正を組合わせ、同時に両方の色ずれを補正するよ
うにしてもよい。
Here, in the fourth embodiment of FIG. 7, the grating pitch of the minute diffraction grating on the side far from the line light source 38 is made smaller than that on the near side, and conversely in the fifth embodiment of FIG. Although the color gap is corrected by increasing the grating pitch of the minute diffraction grating on the side farther from the light source than that on the side closer to the light source, the light source is a linear light source with a point-shaped cross section such as a fluorescent lamp as in the fourth embodiment. If so, the measures to be taken as described above conflict with each other.
It is also possible to combine two corrections and simultaneously correct both color shifts.

【0106】このとき、照明光の入射角度を、結果とし
て微小回折格子の格子ピッチの変更(ピッチ勾配)を施
す必要がないように選択することができる。
At this time, the incident angle of the illumination light can be selected so that it is not necessary to change the grating pitch (pitch gradient) of the minute diffraction grating as a result.

【0107】又上記色ずれ補正のための格子ピッチの変
更に加えて、前述の図8の第5実施例におけるように上
下方向で微小回折格子の格子開口面積に勾配を与えるこ
とによって色ずれの補正及び輝度の均一化を同時に達成
することができる。
Further, in addition to the change of the grating pitch for the color misregistration correction, the color misregistration can be suppressed by giving a gradient to the grating opening area of the minute diffraction grating in the vertical direction as in the fifth embodiment of FIG. Correction and brightness homogenization can be achieved at the same time.

【0108】次に図9に示される本発明の第6実施例に
ついて説明する。
Next explained is the sixth embodiment of the invention shown in FIG.

【0109】この第6実施例のエンボスホログラム44
は、ホログラム面の中心44Aから上下左右及びその間
その中間方向の45°の等角度間隔に8方向に伸びる仮
想放射線44Bに対して格子縞が直交するように微小回
折格子45を配置したものである。
The embossed hologram 44 of the sixth embodiment.
Is the one in which the minute diffraction grating 45 is arranged so that the grating fringes are orthogonal to the virtual radiation 44B extending in eight directions at equal angular intervals of 45 ° from the center 44A of the hologram surface to the upper, lower, left, right, and in the middle thereof.

【0110】これらの微小回折格子45を照明するため
のバックライトは、エンボスホログラム44を取り囲む
リング状光源46とされている。このリング状光源46
は、例えば変形楕円状の蛍光灯(サークラインのような
もの)等を用いる。又、リング状光源46の代わりにエ
ンボスホログラム44の矩形の4点(4方向)から線状
照明をする光源(図示省略)を設けてもよい。
The backlight for illuminating these minute diffraction gratings 45 is a ring-shaped light source 46 surrounding the embossed hologram 44. This ring-shaped light source 46
For example, a modified elliptical fluorescent lamp (such as a circle) is used. Instead of the ring-shaped light source 46, a light source (not shown) that linearly illuminates from four rectangular points (four directions) of the embossed hologram 44 may be provided.

【0111】この第6実施例の場合は、全周に亘って中
心44Aに向けて照明光が入射するので、中心部に対す
る周辺部の輝度低下が生じない。しかし、視野角のずれ
による色ずれ及びリング状光源46が平行光でない場合
の入射角のずれによる色ずれは、微小回折格子45の格
子ピッチに、中心44A側が粗く、外周側が細かくなる
ように勾配を与えることによって補正することができ
る。
In the case of the sixth embodiment, since the illumination light is incident on the center 44A over the entire circumference, the brightness of the peripheral portion with respect to the central portion does not decrease. However, the color shift due to the shift of the viewing angle and the color shift due to the shift of the incident angle when the ring-shaped light source 46 is not a parallel light have a gradient in the grating pitch of the minute diffraction grating 45 such that the center 44A side is rough and the outer circumferential side is fine. Can be corrected by giving

【0112】この第6実施例は、エンボスホログラム4
4表面の中心44Aから45°の等角度間隔の8方向に
伸びる仮想放射線44Bに対して、微小回折格子45を
その格子縞が直交するように配置したものであるが、こ
れは、要するに中心44Aを共有する同心円の接線方向
に回折格子をその格子縞が平行になるように配置すれば
よく、従って、仮想放射線44Bが8本の場合に限定さ
れるものでない。
In this sixth embodiment, the embossed hologram 4 is used.
The micro-diffraction grating 45 is arranged so that its grating fringes are orthogonal to the virtual radiation 44B extending in eight directions at equal angular intervals of 45 ° from the center 44A of the four surfaces. It suffices to arrange the diffraction grating in the tangential direction of the shared concentric circles so that the grating stripes are parallel to each other. Therefore, the number of virtual radiations 44B is not limited to eight.

【0113】図9の第6実施例におけるリング状光源4
6は平面視でエンボスホログラム44の外側を取り囲ん
で配置されているが、これは反射型エンボスホログラム
の場合のものであり、透過型エンボスホログラムを用い
る場合は、図10に示される第7実施例のように、エン
ボスホログラム44と平面視で、重ね合わせられる状態
の同心円状に配置された複数の小リング状光源48を設
け、光量バランスの改善、パネル厚の低減を図るように
してもよい。この場合、各小リング状光源48の照明範
囲は、例えば図4に示される小光源28A、28Bと同
様にする。
The ring-shaped light source 4 in the sixth embodiment of FIG.
6 is arranged so as to surround the outside of the embossed hologram 44 in a plan view, but this is for a reflective embossed hologram, and when a transmissive embossed hologram is used, the seventh embodiment shown in FIG. 10 is used. As described above, a plurality of small ring-shaped light sources 48 arranged concentrically in a state of being overlapped with the embossed hologram 44 in a plan view may be provided to improve the light quantity balance and reduce the panel thickness. In this case, the illumination range of each small ring-shaped light source 48 is the same as that of the small light sources 28A and 28B shown in FIG. 4, for example.

【0114】上記第1〜第5実施例は、いずれもその微
小回折格子が縦方向(縦縞)となるようにして、横方向
からバックライトによる照明光を取り入れるようにされ
ているが、これは、上方からの室内照明光、窓からの太
陽光が回折されないようにするためのものである。
In each of the above-described first to fifth embodiments, the minute diffraction grating is arranged in the vertical direction (vertical stripes) so that the illumination light from the backlight is taken in from the horizontal direction. This is to prevent the indoor illumination light from above and the sunlight from the window from being diffracted.

【0115】上記のように微小回折格子の方向を縦縞状
にすると外乱光を遮断することができるが、これは、図
11に示される第8実施例のように、微小回折格子の方
向を横方向(横縞)にすることによって、室内照明光を
積極的に利用してバックライトを省略するようにしても
よい。
As described above, if the direction of the minute diffraction grating is in the form of vertical stripes, the disturbance light can be blocked. However, as in the eighth embodiment shown in FIG. By making the direction (horizontal stripe), the interior illumination light may be positively used and the backlight may be omitted.

【0116】この第8実施例は、反射型エンボスホログ
ラム50を液晶パネル52の裏側に配置し、室内照明を
平行光として液晶パネル52の正面に導くための採光フ
ード54を設けたものである。
In the eighth embodiment, the reflection type embossed hologram 50 is arranged on the back side of the liquid crystal panel 52, and a daylighting hood 54 for guiding the room illumination as parallel light to the front surface of the liquid crystal panel 52 is provided.

【0117】前記採光フード54内にはルーバ54Aが
設けられ、上方から種々の角度で入射する室内照明光を
平行光にしている。図の符号56は採光フード54内に
設けられた補助照明用の光源を示す。この光源56は室
内照明が不足する時に補助的に液晶パネル52を照明す
るものである。
A louver 54A is provided in the daylighting hood 54 to collimate the room illumination light incident from above at various angles. Reference numeral 56 in the figure denotes a light source for auxiliary illumination provided in the daylighting hood 54. The light source 56 supplementally illuminates the liquid crystal panel 52 when the room illumination is insufficient.

【0118】なお、上記第1〜第8実施例はいずれもカ
ラー液晶パネルについてのものであるが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、要すれば、微小回折格子を
用いて、その回折光が液晶パネルを透過するように構成
したものであれば、モノクロ液晶表示装置にも適用され
るものである。
The first to eighth embodiments are all related to the color liquid crystal panel, but the present invention is not limited to this, and if necessary, using a minute diffraction grating, If the diffracted light is configured to pass through the liquid crystal panel, it can be applied to a monochrome liquid crystal display device.

【0119】例えば、図7の第4実施例のような照明光
の入射角のずれによる発色むらの補正、図8の第5実施
例のような、視野角のずれによる発色むら、輝度の低下
の補正は、そのままモノクロ液晶表示装置のバックライ
ト照明むらの解消にも適用されるものである。
For example, correction of uneven coloring due to deviation of the incident angle of illumination light as in the fourth embodiment of FIG. 7 and uneven coloring due to deviation of viewing angle and reduction of luminance as in the fifth embodiment of FIG. The correction of is also applied to the elimination of the uneven backlight illumination of the monochrome liquid crystal display device as it is.

【0120】又、上記各実施例の照明光の光源は、回折
格子の表面に対して照明角度が固定的であるが、本発明
はこれに限定されるものではなく例えば図12に示され
るように、光源照明角度微調整機構60を設けた光源6
2により、エンボスホログラム64の照明角度を可変と
してもよい。図12の符号66は光量調整ボリュームを
示す。
Although the illumination light source of each of the above-mentioned embodiments has a fixed illumination angle with respect to the surface of the diffraction grating, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 12, for example. The light source 6 provided with the light source illumination angle fine adjustment mechanism 60
2, the illumination angle of the embossed hologram 64 may be variable. Reference numeral 66 in FIG. 12 indicates a light amount adjustment volume.

【0121】この光源62によれば、照明角度を微調整
できるので、回折光の色相を微調整できるという利点が
ある。
According to this light source 62, since the illumination angle can be finely adjusted, there is an advantage that the hue of the diffracted light can be finely adjusted.

【0122】[0122]

【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので、
カラーフィルタを用いた場合と比較して、光の減衰が無
く、明るい画面を得ることができると共に、生産性及び
歩留りの向上、更にはコストの低下、大サイズの液晶パ
ネルの場合でも容易に製造することができるという優れ
た効果を有する。
Since the present invention is constructed as described above,
Compared to the case of using a color filter, there is no light attenuation and a bright screen can be obtained, productivity and yield are improved, cost is reduced, and even in the case of a large-sized liquid crystal panel, it is easily manufactured. It has an excellent effect of being able to.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るカラー液晶表示装置
を示す分解断面図
FIG. 1 is an exploded sectional view showing a color liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同第1実施例におけるエンボスホログラムの微
小回折格子の配置状態及び照明光源との関係を示す平面
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of minute diffraction gratings of the embossed hologram and the relationship with the illumination light source in the first embodiment.

【図3】同第1実施例における反射型エンボロスホログ
ラムを拡大して示す断面図
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a reflective embolus hologram in the first embodiment.

【図4】本発明の第2実施例に係るカラー液晶表示装置
の要部を拡大して示す断面図
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a color liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同第2実施例の透過型エンボスホログラムを拡
大して示す断面図
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a transmission type embossed hologram of the second embodiment.

【図6】本発明の第3実施例に係るエンボスホログラム
を拡大して示す断面図
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing an embossed hologram according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4実施例に係るエンボスホログラム
における照明光と回析格子ピッチとの関係を示す光学配
置図
FIG. 7 is an optical layout diagram showing a relationship between illumination light and a diffraction grating pitch in an embossed hologram according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5実施例に係るエンボスホログラム
を示す略示平面図
FIG. 8 is a schematic plan view showing an embossed hologram according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6実施例に係るエンボスホログラム
とその照明光源を示す略示平面図
FIG. 9 is a schematic plan view showing an embossed hologram and an illumination light source therefor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7実施例に係るエンボスホログラ
ムとその照明光源を示す略示平面図
FIG. 10 is a schematic plan view showing an embossed hologram and an illumination light source therefor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8実施例に係る液晶表示装置を示
す略示断面図
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】前記各実施例に用いる照明光の光源の他の態
様を示す略示断面図
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing another aspect of the light source of the illumination light used in each of the embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、24…カラー液晶表示装置 12、52…液晶パネル 12A、12B、18、30…ガラス基板 12C…透明電極 12F…液晶 14、28…バックライト 14A、14B、38…線光源 16…カラー表示用手段 20、50…反射型エンボスホログラム 20A…エンボスホログラムフィルム 20B…反射膜 22A、22C、34A〜34C、41、41A〜41
C、45 …微小回折格子 26、32…透過型エンボスホログラム 28A、28B…小光源 36、40、44…エンボスホログラム 44A…中心 44B…仮想放射線 46…リング状光源 49…小リング状光源 54…採光フード
10, 24 ... Color liquid crystal display device 12, 52 ... Liquid crystal panel 12A, 12B, 18, 30 ... Glass substrate 12C ... Transparent electrode 12F ... Liquid crystal 14, 28 ... Backlight 14A, 14B, 38 ... Line light source 16 ... For color display Means 20, 50 ... Reflective embossed hologram 20A ... Embossed hologram film 20B ... Reflective film 22A, 22C, 34A to 34C, 41, 41A to 41
C, 45 ... Micro-diffraction grating 26, 32 ... Transmissive embossed hologram 28A, 28B ... Small light source 36, 40, 44 ... Embossed hologram 44A ... Center 44B ... Virtual radiation 46 ... Ring light source 49 ... Small ring light source 54 ... Daylight hood

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年3月23日[Submission date] March 23, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0099[Correction target item name] 0099

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0099】具体的にはエンボスホログラム40は、正
面からの視野角変化による色ずれを補正するように、エ
ンボスホログラム40表面の、微小回折格子と直交する
方向(図8において左右方向)の中央部側の微小回折格
子41Aの格子ピッチを、該直交方向両端部の微小回折
格子41Bの格子ピッチよりも、端部からの距離に応じ
て大きくしたものである。これを数式に表わすと、次式
のようになる。 P( sinθ+ sinα)=nλ …(2)
Specifically, in the embossed hologram 40, the central portion of the surface of the embossed hologram 40 in the direction orthogonal to the minute diffraction grating (left and right direction in FIG. 8) so as to correct the color shift due to the change in the viewing angle from the front. The grating pitch of the minute diffraction grating 41A on the side is made larger than the grating pitch of the minute diffraction gratings 41B at both ends in the orthogonal direction according to the distance from the end. This can be expressed as
become that way. P (sin θ + sin α) = nλ (2)

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表示画素毎の表示電極を備えた2枚の基板
間に液晶を保持し、一方の基板の外側に各表示画素に対
応するカラー表示用手段を設け、対向電極間の電圧を制
御して表示部における照明光の光透過量を選択的に変化
させることによりカラー表示を行う液晶表示装置におい
て、前記カラー表示用手段を、対応する表示画素の表示
すべき色の回折光を形成するように格子縞のピッチを変
えて特性を異ならせた少なくとも3種類の微小回折格子
を順次連続してパターニングしてなる回折格子媒体とし
たことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal is held between two substrates each having a display electrode for each display pixel, color display means corresponding to each display pixel is provided outside one substrate, and a voltage between counter electrodes is set. In a liquid crystal display device for performing color display by controlling and selectively changing the light transmission amount of illumination light in a display unit, the color display means forms diffracted light of a color to be displayed by a corresponding display pixel. Thus, the liquid crystal display device is characterized in that the diffraction grating medium is formed by successively patterning at least three kinds of minute diffraction gratings having different characteristics by changing the pitch of the grating stripes.
【請求項2】請求項1において、前記照明光の光源は、
前記回折格子媒体における一つの微小回折格子に対して
一つの照明光のみが入射するように配置した単方向照明
とされたことを特徴とする液晶表示装置。
2. The light source of the illumination light according to claim 1,
A unidirectional illumination device in which only one illuminating light is incident on one minute diffraction grating in the diffraction grating medium.
【請求項3】請求項2において、前記光源は、各々が前
記回折格子媒体の異なる領域を等しい入射角で照明する
複数の小光源からなることを特徴とする液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the light source comprises a plurality of small light sources each illuminating different regions of the diffraction grating medium at the same incident angle.
【請求項4】請求項3において、前記複数の小光源は該
回折格子媒体面の法線及び格子縞に対して対称となる2
つの方向から等しい角度で照射するように配置されたこ
とを特徴とする液晶表示装置。
4. The light source according to claim 3, wherein the plurality of small light sources are symmetrical with respect to a normal line of the diffraction grating medium surface and a grating fringe.
A liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal display device is arranged so as to irradiate from one direction at an equal angle.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記
微小回折格子の格子ピッチは、隣接する微小回折格子方
向に廻り込んで出光する2次回折光が、該隣接する微小
回折格子により形成される1次回折光と同色となるよう
にされたことを特徴とする液晶表示装置。
5. The second-order diffracted light emitted by wrapping around in the direction of the adjacent minute diffraction grating with respect to the grating pitch of the minute diffraction grating is formed by the adjacent minute diffraction grating. A liquid crystal display device characterized by having the same color as the first-order diffracted light.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれかにおいて、前記
照明光の光源は、線状の平行白色光源からなることを特
徴とする液晶表示装置。
6. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the illumination light source is a linear parallel white light source.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれかにおいて、一つ
の前記照明光に対して、照明光の入射角のずれによる色
ずれを補正するように、該照明光の光源から遠い側の微
小回折格子の格子ピッチを、近い側の微小回折格子の格
子ピッチよりも、前記光源からの距離に応じて小さくし
たことを特徴とする液晶表示装置。
7. The minute light on the side far from the light source of the illumination light according to any one of claims 1 to 6, so as to correct the color shift due to the deviation of the incident angle of the illumination light for one illumination light. A liquid crystal display device, wherein the grating pitch of the diffraction grating is smaller than the grating pitch of the minute diffraction grating on the near side according to the distance from the light source.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれかにおいて、前記
回折格子媒体の正面からの視野角変化による色ずれを補
正するように、該回折格子媒体における、前記微小回折
格子と直交する方向の中央部側の微小回折格子の格子ピ
ッチを、該直交方向端部の微小回折格子の格子ピッチよ
りも、端部からの距離に応じて大きくしたことを特徴と
する液晶表示装置。
8. The diffraction grating medium according to any one of claims 1 to 7 in a direction orthogonal to the minute diffraction grating in the diffraction grating medium so as to correct a color shift due to a change in viewing angle from the front side of the diffraction grating medium. A liquid crystal display device, characterized in that the grating pitch of the minute diffraction grating on the central side is made larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end in the orthogonal direction according to the distance from the end.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれかにおいて、前記
光源は、回折格子媒体の前記微小回折格子と直交する方
向に2分した領域を異なる方向から等しい入射角で照明
する一対の光源とされたことを特徴とする液晶表示装
置。
9. The pair of light sources according to claim 1, wherein the light source is a pair of light sources that illuminate a region of a diffraction grating medium, which is bisected in a direction orthogonal to the minute diffraction grating, from different directions at equal incident angles. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれかにおいて、前
記照明光の入射角のずれによる色ずれ、及び、前記回折
格子媒体の正面からの視野角変化による色ずれを補正す
るように微小回折格子の格子ピッチを、照明光からの距
離及び回折格子媒体中央部からの距離に応じて変化させ
たことを特徴とする液晶表示装置。
10. The microdiffraction according to claim 1, wherein a color shift due to a shift of an incident angle of the illumination light and a color shift due to a change of a viewing angle from the front of the diffraction grating medium are corrected. A liquid crystal display device, wherein the grating pitch of the grating is changed according to the distance from the illumination light and the distance from the center of the diffraction grating medium.
【請求項11】請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記回折格子媒体の正面からの視野角変化による輝度変
化を補正するように、該回折格子媒体における、前記微
小回折格子と平行な方向の中央部の該微小回折格子の面
積を、該平行方向端部におけるよりも、端部からの距離
に応じて小さくしたことを特徴とする液晶表示装置。
11. The method according to any one of claims 1 to 10,
In order to correct the luminance change due to the change of the viewing angle from the front of the diffraction grating medium, the area of the fine diffraction grating in the central portion of the diffraction grating medium in the direction parallel to the fine diffraction grating is set to the end in the parallel direction. A liquid crystal display device characterized in that it is made smaller according to the distance from the end than in the part.
【請求項12】請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記微小回折格子はその格子縞が上下方向になるように
配置され、前記照明光の光源は該微小回折格子の格子縞
と直交する方向に照明光が入射するように配置されたこ
とを特徴とする液晶表示装置。
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The liquid crystal is characterized in that the minute diffraction grating is arranged such that its grating stripes are in a vertical direction, and the light source of the illumination light is arranged so that the illumination light is incident in a direction orthogonal to the grating stripes of the minute diffraction grating. Display device.
【請求項13】請求項1において、前記微小回折格子
は、その格子縞が前記表示部における画面中心を中心と
する仮想同心円の接線と平行方向になるように配置さ
れ、前記照明光の光源は前記画面中心を中心とするリン
グ状光源とされたことを特徴とする液晶表示装置。
13. The micro-diffraction grating according to claim 1, wherein the grating fringes are arranged in a direction parallel to a tangent line of a virtual concentric circle centered on the screen center of the display unit, and the illumination light source is the light source. A liquid crystal display device characterized by being a ring-shaped light source centered on the center of the screen.
【請求項14】請求項13において、前記微小回折格子
は、その格子縞が前記画面中心から上下、左右及びその
中間方向の8方向に延びる仮想放射線と直交する方向と
なるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
14. The micro diffraction grating according to claim 13, wherein the grating fringes are arranged so as to be orthogonal to virtual radiation extending in eight directions from the center of the screen in the vertical, horizontal, and intermediate directions. Characteristic liquid crystal display device.
【請求項15】請求項13又は14において、前記回折
格子媒体は透過型とされ、前記照明光の光源は、該回折
格子媒体を裏面から照明する同心状の複数のリング状白
色光源であることを特徴とする液晶表示装置。
15. The diffraction grating medium according to claim 13 or 14, wherein the diffraction grating medium is transmissive, and the light source of the illumination light is a plurality of concentric ring-shaped white light sources that illuminate the diffraction grating medium from the back surface. Liquid crystal display device characterized by.
【請求項16】請求項1において、前記照明光の光源
は、前記回折格子媒体の各微小回析格子に対して、回折
格子媒体表面の法線及び格子縞に対して対称となる2方
向から等しい角度で入射し、各微小回析格子を重畳して
照明する双方向照明とされたことを特徴する液晶表示装
置。
16. The light source of the illumination light according to claim 1, is equal from two directions which are symmetric with respect to a normal line of the diffraction grating medium surface and a grating fringe with respect to each minute diffraction grating of the diffraction grating medium. A liquid crystal display device, which is bidirectional illumination that is incident at an angle and illuminates by superimposing each minute diffraction grating.
【請求項17】請求項1乃至16のいずれかにおいて、
前記回折格子媒体は透過型とされ、前記照明光が該回折
格子媒体を裏面から照明することにより表示画素のバッ
クライトとされたことを特徴とする液晶表示装置。
17. The method according to any one of claims 1 to 16,
A liquid crystal display device, wherein the diffraction grating medium is a transmissive type, and the illumination light illuminates the diffraction grating medium from the back side to serve as a backlight of a display pixel.
【請求項18】請求項1乃至14、16のいずれかにお
いて、前記回折格子媒体は反射型とされ、前記照明光が
該回折格子媒体を表面から照明することにより表示画素
のバックライトとされたことを特徴とする液晶表示装
置。
18. The backlight of a display pixel according to claim 1, wherein the diffraction grating medium is of a reflection type, and the illumination light illuminates the diffraction grating medium from its surface. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項19】表示画素毎の表示電極を備えた2枚の基
板間に液晶を保持し、対向電極間の電圧を制御して表示
部における照明光の光透過量を選択的に変化させること
により、画像のモノクロ表示を行う液晶表示装置におい
て、前記一方の基板の外側に表示画素の表示すべき光と
等しい波長の回折光を形成する微小回折格子をパターニ
ングした回折格子媒体を設けると共に、微小回折格子の
格子ピッチを位置に応じて変化させたことを特徴とする
液晶表示装置。
19. A liquid crystal is held between two substrates each having a display electrode for each display pixel, and a voltage between opposing electrodes is controlled to selectively change a light transmission amount of illumination light in a display portion. Thus, in a liquid crystal display device which performs monochrome display of an image, a diffraction grating medium patterned with a minute diffraction grating that forms diffracted light having a wavelength equal to the light to be displayed by the display pixel is provided outside the one substrate, and A liquid crystal display device characterized in that a grating pitch of a diffraction grating is changed according to a position.
【請求項20】請求項19において、一つの照明光に対
して、照明光の入射角のずれによる明るさずれを補正す
るように、該照明光から遠い側の微小回折格子の格子ピ
ッチを、近い側の微小回折格子の格子ピッチよりも距離
に応じて小さくしたことを特徴とする液晶表示装置。
20. The grating pitch of the minute diffraction grating on the side far from the illumination light is corrected so as to correct the brightness shift due to the deviation of the incident angle of the illumination light for one illumination light. A liquid crystal display device characterized by being made smaller than a grating pitch of a minute diffraction grating on the near side according to a distance.
【請求項21】請求項19又は20において、前記回折
格子媒体の正面からの視野角変化による色ずれを補正す
るように、該回折格子媒体における、前記微小回折格子
と直交する方向の中央部側の微小回折格子の格子ピッチ
を、該直交方向端部の微小回折格子の格子ピッチより
も、端部からの距離に応じて大きくしたことを特徴とす
る液晶表示装置。
21. The center side of the diffraction grating medium in a direction orthogonal to the minute diffraction grating so as to correct a color shift due to a change in a viewing angle from the front side of the diffraction grating medium. The liquid crystal display device, wherein the grating pitch of the minute diffraction grating is larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end in the orthogonal direction according to the distance from the end.
【請求項22】請求項19、20又は21において、前
記回折格子媒体の正面からの視野角変化による輝度変化
を補正するように、該回折格子媒体における、前記微小
回折格子と平行な方向の中央部の該微小回折格子の面積
を、該平行方向端部におけるよりも、端部からの距離に
応じて小さくしたことを特徴とする液晶表示装置。
22. The center of the diffraction grating medium in a direction parallel to the minute diffraction grating, according to claim 19, 20 or 21, so as to correct a change in luminance due to a change in viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The liquid crystal display device is characterized in that the area of the minute diffraction grating of the portion is made smaller in accordance with the distance from the end portion than at the end portion in the parallel direction.
【請求項23】請求項19乃至22のいずれかにおい
て、前記微小回折格子は、その格子縞が前記表示部にお
ける画面中心を中心とする仮想同心円の接線と平行方向
になるように配置され、前記照明光の光源は前記画面中
心を中心とするリング状光源とされたことを特徴とする
液晶表示装置。
23. The micro-diffraction grating according to any one of claims 19 to 22, wherein the minute diffraction grating is arranged such that its grating stripes are parallel to a tangent line of a virtual concentric circle centered on the screen center of the display section. A liquid crystal display device characterized in that a light source of light is a ring-shaped light source centered on the center of the screen.
【請求項24】表示画素毎の表示電極を備えた2枚の基
板間に液晶を保持し、一方の基板の外側に、対応する表
示画素が表示すべき色の回折光が形成されるように格子
縞のピッチを変えて特性を異ならせた少なくとも3種類
の回折格子をパターニングしてなる微小回折格子媒体を
表示画素毎に配置し、対向する前記表示電極間の電圧を
制御して、該表示電極間の液晶の光透過量を選択的に変
化させることによりカラー表示を行う液晶表示方法。
24. A liquid crystal is held between two substrates each having a display electrode for each display pixel, and diffracted light of a color to be displayed by a corresponding display pixel is formed outside one substrate. A fine diffraction grating medium formed by patterning at least three kinds of diffraction gratings having different characteristics by changing the pitch of the grating stripes is arranged for each display pixel, and the voltage between the display electrodes facing each other is controlled to control the display electrode. A liquid crystal display method in which color display is performed by selectively changing the light transmission amount of the liquid crystal in between.
【請求項25】液晶表示装置における表示画素毎に対応
する表示画素方向に回折光を形成するように配置された
微小回析格子からなる回折格子媒体を含んでなり、各微
小回析格子は、対応する表示画素が表示すべき少なくと
も3色の回折光を形成するように3以上の種類にパター
ニングされたことを特徴とする液晶表示装置用回折格子
媒体。
25. A liquid crystal display device, comprising a diffraction grating medium composed of a minute diffraction grating arranged so as to form diffracted light in a display pixel direction corresponding to each display pixel, each minute diffraction grating comprising: A diffraction grating medium for a liquid crystal display device, which is patterned into three or more types so that corresponding display pixels form diffracted light of at least three colors to be displayed.
【請求項26】請求項25において、前記微小回折格子
はエンボス法によって複製されたものであることを特徴
とする液晶表示装置用回折格子媒体。
26. The diffraction grating medium for a liquid crystal display device according to claim 25, wherein the minute diffraction grating is duplicated by an embossing method.
【請求項27】請求項25又は26において、前記微小
回折格子の格子ピッチは、隣接する微小回折格子方向に
廻り込んで出光する2次回折光が、該隣接する微小回折
格子により形成される1次回折光と同色となるようにさ
れたことを特徴とする液晶表示装置用回折格子媒体。
27. The second-order diffracted light that emerges by wrapping around in the direction of an adjacent minute diffraction grating with respect to the grating pitch of the minute diffraction grating according to claim 25 or 26, is formed by the adjacent minute diffraction grating. A diffraction grating medium for a liquid crystal display device, which has the same color as the folding light.
【請求項28】請求項25、26又は27において、前
記回折格子媒体の正面からの視野角変化による色ずれを
補正するように、該回折格子媒体における、前記微小回
折格子と直交する方向の中央部側の微小回折格子の格子
ピッチを、該直交方向端部の微小回折格子の格子ピッチ
よりも、端部からの距離に応じて大きくしたことを特徴
とする液晶表示装置用回折格子媒体。
28. The center of the diffraction grating medium in the direction orthogonal to the minute diffraction grating so as to correct a color shift due to a change in the viewing angle from the front of the diffraction grating medium according to claim 25, 26 or 27. A diffraction grating medium for a liquid crystal display device, characterized in that the grating pitch of the minute diffraction grating on the side is made larger than the grating pitch of the minute diffraction grating at the end in the orthogonal direction according to the distance from the end.
【請求項29】請求項25乃至28のいずれかにおい
て、照明光の入射角のずれによる色ずれ、及び、前記回
折格子媒体の正面からの視野角変化による色ずれを補正
するように微小回折格子の格子ピッチを、照明光からの
距離及び回折格子媒体中央部からの距離に応じて変化さ
せたことを特徴とする液晶表示装置用回折格子媒体。
29. The minute diffraction grating according to claim 25, so as to correct the color deviation due to the deviation of the incident angle of the illumination light and the color deviation due to the change of the viewing angle from the front of the diffraction grating medium. The diffraction grating medium for a liquid crystal display device, wherein the grating pitch is changed according to the distance from the illumination light and the distance from the center of the diffraction grating medium.
【請求項30】請求項25乃至29のいずれかにおい
て、前記回折格子媒体の正面からの視野角変化による輝
度変化を補正するように、該回折格子媒体における、前
記微小回折格子と平行な方向の中央部の該微小回折格子
の面積を、該平行方向端部におけるよりも、端部からの
距離に応じて小さくしたことを特徴とする液晶表示装置
用回折格子媒体。
30. The diffraction grating medium according to any one of claims 25 to 29, in a direction parallel to the minute diffraction grating in the diffraction grating medium so as to correct a change in luminance due to a change in viewing angle from the front side. A diffraction grating medium for a liquid crystal display device, characterized in that the area of the minute diffraction grating in the central portion is made smaller according to the distance from the end portion than at the end portion in the parallel direction.
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WO2008059319A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Nokia Corporation Spectrum-specific out-coupling of light
JP4927739B2 (en) * 2005-08-04 2012-05-09 パナソニック株式会社 Display device and irradiation device

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