JPH1073724A - Color liquid crystal display device and color filter - Google Patents
Color liquid crystal display device and color filterInfo
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- JPH1073724A JPH1073724A JP34823796A JP34823796A JPH1073724A JP H1073724 A JPH1073724 A JP H1073724A JP 34823796 A JP34823796 A JP 34823796A JP 34823796 A JP34823796 A JP 34823796A JP H1073724 A JPH1073724 A JP H1073724A
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- polarized light
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置およびカラーフィルターに関する。The present invention relates to a color liquid crystal display and a color filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、カラー液晶表示装置において
は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色を得るため
に各々の着色材料を印刷等して形成したカラーフィルタ
ーを用いていたが、かかるカラーフィルターでは、光源
からの白色光が各色画素に入射するときのその色画素に
対する補色の成分が無駄になる等の理由により、光の利
用効率が悪いという欠点を有していた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a color liquid crystal display device, a color filter formed by printing each coloring material or the like to obtain three primary colors of R (red), G (green), and B (blue). However, such a color filter has a drawback that when white light from a light source is incident on each color pixel, the use efficiency of light is poor because, for example, a component of a complementary color for that color pixel is wasted. I was
【０００３】一方、特開平７−９２３２７号公報や特開
平７−９２３２８号公報（Ｇ０２Ｂ５／３２）に記載さ
れているように、ホログラムを用いて入射光を回折分光
して所定の空間的な周期でＲ，Ｇ，Ｂの色成分に分散
し、この各色成分をマイクロレンズアレイで収束させ、
液晶パネルに入射させる装置が提案され、上記の着色材
によるカラーフィルターの欠点を解消することが可能に
なっている。On the other hand, as described in JP-A-7-92327 and JP-A-7-92328 (G02B5 / 32), a hologram is used to diffract and split incident light to obtain a predetermined spatial period. , The color components are dispersed into R, G, and B color components, and these color components are converged by a microlens array.
A device for making the light incident on the liquid crystal panel has been proposed, and it has become possible to eliminate the above-mentioned drawbacks of the color filter using the coloring material.
【０００４】また、偏光ビームスプリッタを使用した光
源分離光学系による映像表示装置が知られている。この
装置は、例えば立体映像表示用として用いられるもの
で、光源から出射された光を偏光ビームスプリッタによ
りＳ偏光光とＰ偏光光とに分離し、各偏光光を二つの液
晶パネルにそれぞれ導くものである。このような構成の
映像表示装置に、前記のホログラムから成るカラーフィ
ルターを用いることが考えられる。An image display device using a light source separation optical system using a polarizing beam splitter is also known. This device is used, for example, for displaying a three-dimensional image, and separates light emitted from a light source into S-polarized light and P-polarized light by a polarizing beam splitter and guides each polarized light to two liquid crystal panels. It is. It is conceivable to use a color filter composed of the hologram in the video display device having such a configuration.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶パネル
には、液晶層部分を挟むよう光入射側偏光板と光出射側
偏光板とが設けられており、通常は、上記入射側偏光板
における光透過軸方向が斜め４５度偏光光に対応し、出
射側偏光板における光透過軸方向が前記斜め４５度偏光
光とは９０度異なる斜め４５度偏光光に対応するように
設定している。そして、上記の回折格子を用いたカラー
フィルターにおいては、斜め４５度偏光光とＰ偏光光と
Ｓ偏光光とで相互に回折効率が異なる傾向が見られる。By the way, the liquid crystal panel is provided with a light incident side polarizing plate and a light emitting side polarizing plate so as to sandwich the liquid crystal layer portion. The transmission axis direction is set so as to correspond to the obliquely 45-degree polarized light, and the light transmission axis direction in the output side polarizing plate is set to correspond to the obliquely 45-degree polarized light that is different from the obliquely 45-degree polarized light by 90 degrees. In a color filter using the above-described diffraction grating, there is a tendency that diffraction efficiency is different between obliquely 45-degree polarized light, P-polarized light, and S-polarized light.
【０００６】この発明は、回折格子を用いたカラーフィ
ルターにおける斜め４５度偏光光とＰ偏光光とＳ偏光光
とで相互に回折効率が異なる点に着目し、或いは、光源
の照明光の平行度に着目し、光の利用効率を高めたカラ
ー液晶表示装置を提供することを目的とする。また、カ
ラー液晶表示装置に適したカラーフィルターを提供する
ことも目的とする。更に、光源から出射された光を偏光
ビームスプリッタによりＳ偏光光とＰ偏光光とに分離
し、各偏光光を回折格子を用いたカラーフィルターで色
分光して二つの液晶パネルにそれぞれ導いて二つの映像
を投影する構成において、二つの映像をともに高輝度化
でき、且つ両映像間の輝度差を無くすことができるカラ
ー液晶表示装置を提供することを目的とする。The present invention focuses on the point that the diffraction efficiency is different between obliquely 45-degree polarized light, P-polarized light, and S-polarized light in a color filter using a diffraction grating. The object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device with improved light use efficiency. Another object is to provide a color filter suitable for a color liquid crystal display device. Further, the light emitted from the light source is separated into S-polarized light and P-polarized light by a polarizing beam splitter, and each polarized light is color-separated by a color filter using a diffraction grating, and guided to two liquid crystal panels. It is an object of the present invention to provide a color liquid crystal display device that can increase the luminance of two images and eliminate the luminance difference between the two images in a configuration that projects two images.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明のカラー液晶表
示装置（以下、この項目において第１装置という）は、
光源と、この光源からの光のうちＰ偏光光に対して回折
効率が高くされた反射型の回折格子によって光を回折分
光し所定の分散角で異なる色成分に分散させるカラーフ
ィルターと、前記各色成分に対応する画素部を有すると
ともに入射側偏光板の光透過軸方向がＰ偏光光に対応す
るように設定された液晶パネルとを備えていることを特
徴とする。ここで、Ｐ偏光光に対して回折効率が高くさ
れたとは、可視光範囲において概ねＰ偏光光が斜め４５
度偏光光よりも回折効率が高い場合を含み、全可視光範
囲において常にＰ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折
効率が高い場合のみに限定されるものではない。A color liquid crystal display device of the present invention (hereinafter, referred to as a first device in this item) is:
A light source, a color filter that diffracts and separates the light by a reflective diffraction grating having a higher diffraction efficiency with respect to the P-polarized light among the light from the light source, and disperses the light into different color components at a predetermined dispersion angle; And a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to the component and having a light transmission axis direction of the incident side polarizing plate set to correspond to the P-polarized light. Here, the expression that the diffraction efficiency is increased with respect to the P-polarized light means that the P-polarized light is approximately 45 ° in the visible light range.
It is not limited to the case where the P-polarized light always has a higher diffraction efficiency than the obliquely 45-degree polarized light in the entire visible light range, including the case where the diffraction efficiency is higher than the degree-polarized light.
【０００８】これによれば、入射側偏光板の光透過軸方
向がＰ偏光光に対応するように設定された前記の液晶パ
ネルは、前記カラーフィルターからＰ偏光光を得て表示
を行うことができる。そして、上記Ｐ偏光光は回折効率
が高いから、光源光の利用効率が高くなり、カラー液晶
表示装置の高輝度化が図れる。According to this, the liquid crystal panel in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate is set to correspond to the P-polarized light can perform display by obtaining the P-polarized light from the color filter. it can. Since the P-polarized light has a high diffraction efficiency, the utilization efficiency of the light from the light source is high, and the brightness of the color liquid crystal display device can be increased.
【０００９】また、この発明のカラー液晶表示装置（以
下、この項目において第２装置という）は、光源と、こ
の光源からの光のうちＰ偏光光に対して回折効率が高く
された反射型の回折格子によって光を回折分光し所定の
分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィルター
と、このカラーフィルターにて反射されたＰ偏光光を斜
め４５度偏光光に変換する位相差板と、前記各色成分に
対応する画素部を有するとともに入射側偏光板の光透過
軸方向が前記斜め４５度偏光光に対応するように設定さ
れた液晶パネルとを備えていることを特徴とする。ここ
で、Ｐ偏光光に対して回折効率が高くされたの意味は、
上述の通りである。A color liquid crystal display device (hereinafter referred to as a second device in this item) of the present invention comprises a light source and a reflection type light having a high diffraction efficiency with respect to P-polarized light among the light from the light source. A color filter that diffracts and disperses the light by a diffraction grating and disperses the light into different color components at a predetermined dispersion angle, a phase difference plate that converts the P-polarized light reflected by the color filter into obliquely 45-degree polarized light, And a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to the component and having a light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate set to correspond to the oblique 45-degree polarized light. Here, the meaning that the diffraction efficiency is increased with respect to the P-polarized light is as follows.
As described above.
【００１０】これによれば、入射側偏光板の光透過軸方
向が斜め４５度偏光光に対応するように設定された前記
の液晶パネルは、位相差板から斜め４５度偏光光を得て
表示を行うことができる。即ち、液晶パネルとして一般
的に用いられているものを用いることが可能となる。そ
して、上記斜め４５度偏光光はＰ偏光光を偏光方向回転
させて得られるものであり、上記Ｐ偏光光は回折効率が
高いから、光源光の利用効率が高くなり、カラー液晶表
示装置の高輝度化が図れる。[0010] According to this, the liquid crystal panel in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate is set to correspond to the obliquely 45-degree polarized light, obtains the obliquely 45-degree polarized light from the phase difference plate and displays the image. It can be performed. That is, it is possible to use a liquid crystal panel that is generally used. The obliquely 45-degree polarized light is obtained by rotating the P-polarized light in the polarization direction. Since the P-polarized light has a high diffraction efficiency, the utilization efficiency of the light from the light source is high, and the height of the color liquid crystal display device is high. Brightness can be increased.
【００１１】前記光源からの光をＰ偏光光化して前記反
射型の回折格子に導く光学素子を備えていてもよい。こ
れによれば、光源からの光の利用の無駄を極力少なくす
ることができ、カラー液晶表示装置の一層の高輝度化が
図れる。An optical element may be provided which converts the light from the light source into P-polarized light and guides the light to the reflection type diffraction grating. According to this, waste of use of light from the light source can be minimized, and the luminance of the color liquid crystal display device can be further increased.
【００１２】また、この発明のカラー液晶表示装置（以
下、この項目において第３装置という）は、光源と、こ
の光源からの光のうちＳ偏光光に対して回折効率が高く
された透過型の回折格子によって光を回折分光し所定の
分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィルター
と、前記各色成分に対応する画素部を有するとともに入
射側偏光板の光透過軸方向がＳ偏光光に対応するように
設定された液晶パネルとを備えていることを特徴とす
る。ここで、Ｓ偏光光に対して回折効率が高くされたと
は、可視光範囲において概ねＳ偏光光が斜め４５度偏光
光よりも回折効率が高い場合を含み、全可視光範囲にお
いて常にＳ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折効率が
高い場合のみに限定されるものではない。Further, a color liquid crystal display device of the present invention (hereinafter, referred to as a third device in this item) includes a light source and a transmission type having a high diffraction efficiency with respect to S-polarized light among the light from the light source. It has a color filter that diffracts and separates light by a diffraction grating and disperses the light into different color components at a predetermined dispersion angle, and a pixel portion corresponding to each color component, and the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate corresponds to S-polarized light. And a liquid crystal panel set as described above. Here, the expression that the diffraction efficiency is increased with respect to the S-polarized light includes the case where the S-polarized light has a diffraction efficiency that is generally higher than the obliquely 45-degree polarized light in the visible light range. However, the present invention is not limited only to the case where the diffraction efficiency is higher than that of the 45-degree polarized light.
【００１３】これによれば、入射側偏光板の光透過軸方
向がＳ偏光光に対応するように設定された前記の液晶パ
ネルは、前記カラーフィルターからＳ偏光光を得て表示
を行うことができる。そして、上記Ｓ偏光光は回折効率
が高いから、光源光の利用効率が高くなり、カラー液晶
表示装置の高輝度化が図れる。According to this, the liquid crystal panel in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate is set to correspond to the S-polarized light can display by obtaining the S-polarized light from the color filter. it can. Since the S-polarized light has a high diffraction efficiency, the utilization efficiency of the light from the light source is increased, and the luminance of the color liquid crystal display device can be increased.
【００１４】また、この発明のカラー液晶表示装置（以
下、この項目において第４装置という）は、光源と、こ
の光源からの光のうちＳ偏光光に対して回折効率が高く
された透過型の回折格子によって光を回折分光し所定の
分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィルター
と、このカラーフィルターを透過したＳ偏光光を斜め４
５度偏光光に変換する位相差板と、前記各色成分に対応
する画素部を有するとともに入射側偏光板の光透過軸方
向が前記斜め４５度偏光光に対応するように設定された
液晶パネルとを備えていることを特徴とする。ここで、
Ｓ偏光光に対して回折効率が高くされたの意味は、上述
の通りである。Further, the color liquid crystal display device of the present invention (hereinafter referred to as a fourth device in this item) comprises a light source and a transmission type light having a high diffraction efficiency with respect to S-polarized light among the light from the light source. A color filter that diffracts and disperses the light by a diffraction grating and disperses the light into different color components at a predetermined dispersion angle;
A phase difference plate for converting the light into 5-degree polarized light, and a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to each of the color components and having a light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate set to correspond to the obliquely 45-degree polarized light. It is characterized by having. here,
The meaning that the diffraction efficiency is increased with respect to the S-polarized light is as described above.
【００１５】これによれば、入射側偏光板の光透過軸方
向が斜め４５度偏光光に対応するように設定された前記
の液晶パネルは、位相差板から斜め４５度偏光光を得て
表示を行うことができる。即ち、液晶パネルとして一般
的に用いられているものを用いることが可能となる。そ
して、上記斜め４５度偏光光はＳ偏光光を偏光方向回転
させて得られるものであり、上記Ｓ偏光光は回折効率が
高いから、光源光の利用効率が高くなり、カラー液晶表
示装置の高輝度化が図れる。According to this, the liquid crystal panel in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate is set to correspond to the obliquely 45-degree polarized light, obtains the obliquely 45-degree polarized light from the phase difference plate and displays the image. It can be performed. That is, it is possible to use a liquid crystal panel that is generally used. The obliquely 45-degree polarized light is obtained by rotating the s-polarized light in the polarization direction. Since the s-polarized light has a high diffraction efficiency, the utilization efficiency of the light from the light source is high, and the height of the color liquid crystal display device is high. Brightness can be increased.
【００１６】前記光源からの光をＳ偏光光化して前記透
過型の回折格子に導く光学素子を備えていてもよい。こ
れによれば、光源からの光の利用の無駄を極力少なくす
ることができ、カラー液晶表示装置の一層の高輝度化が
図れる。An optical element may be provided which converts the light from the light source into S-polarized light and guides the light to the transmission type diffraction grating. According to this, waste of use of light from the light source can be minimized, and the luminance of the color liquid crystal display device can be further increased.
【００１７】また、この発明のカラーフィルターは、可
視光の範囲で、Ｐ偏光光に対する回折効率が斜め４５度
偏光光に対する回折効率よりも常に高くなっている回折
格子によって光を回折分光し所定の分散角で異なる色成
分に分散させるようになっていることを特徴とする。こ
れによれば、当該カラーフィルターをＰ偏光光を利用す
る光学素子と共に用いれば、光の利用効率を高めること
ができる。特に、かかるカラーフィルタを第１装置或い
は第２装置に用いれば、当該第１装置或いは第２装置に
おいて光の利用効率を一層高めることができる。Further, the color filter of the present invention diffracts and separates light by a diffraction grating in which the diffraction efficiency for P-polarized light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light in the visible light range. It is characterized in that color components are dispersed at different dispersion angles. According to this, when the color filter is used together with the optical element using P-polarized light, the light use efficiency can be improved. In particular, if such a color filter is used in the first device or the second device, the light use efficiency of the first device or the second device can be further increased.
【００１８】また、この発明のカラーフィルターは、可
視光の範囲で、Ｓ偏光光に対する回折効率が斜め４５度
偏光光に対する回折効率よりも常に高くなっている回折
格子によって光を回折分光し所定の分散角で異なる色成
分に分散させるようになっていることを特徴とする。こ
れによれば、当該カラーフィルターをＳ偏光光を利用す
る光学素子と共に用いれば、光の利用効率を高めること
ができる。特に、かかるカラーフィルタを第３装置或い
は第４装置に用いれば、当該第３装置或いは第４装置に
おいて光の利用効率を一層高めることができる。Further, the color filter of the present invention diffracts and separates light by a diffraction grating in which the diffraction efficiency for S-polarized light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light in the range of visible light, and performs predetermined diffraction. It is characterized in that color components are dispersed at different dispersion angles. According to this, if the color filter is used together with the optical element using S-polarized light, the light use efficiency can be improved. In particular, when such a color filter is used in the third device or the fourth device, the light use efficiency of the third device or the fourth device can be further increased.
【００１９】また、この発明のカラー液晶表示装置は、
光源からの光を回折格子により回折分光し所定の分散角
で異なる色成分に分散させるカラーフィルターと前記各
色成分に対応する画素部を有する液晶パネルとを備えた
カラー液晶表示装置において、前記カラーフィルターへ
の光の入射角をΦとし、出射角若しくは反射角をΨとす
るとき、Φ＞Ψの関係に設定されていることを特徴とす
る。Further, the color liquid crystal display of the present invention comprises:
A color liquid crystal display device comprising: a color filter that diffracts and separates light from a light source by a diffraction grating and disperses the light into different color components at a predetermined dispersion angle; and a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to each color component. When the incident angle of light to the laser beam is Φ and the emission angle or the reflection angle is Ψ, the relationship Φ> Ψ is set.
【００２０】これによれば、カラーフィルターに入射す
るときの照明光の平行度は、液晶パネルに入射するとき
の照明光の平行度よりも大きくてよいことになる。従っ
て、光源の光に要求される平行度は緩和され、平行度の
低い光成分も照明光として有効に利用できるため、光源
光の利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝度
化が図れる。According to this, the parallelism of the illumination light when entering the color filter may be greater than the parallelism of the illumination light when entering the liquid crystal panel. Accordingly, the degree of parallelism required for the light from the light source is reduced, and a light component having a low degree of parallelism can be effectively used as illumination light, so that the efficiency of use of the light from the light source is increased and the brightness of the color liquid crystal display device can be increased. .
【００２１】前記ΨがΨ＜０に設定されていることが望
ましく、これによれば、カラー液晶表示装置を一層高輝
度化することができる。It is desirable that Ψ is set to satisfy Ψ <0. According to this, it is possible to further increase the luminance of the color liquid crystal display device.
【００２２】また、この発明のカラー液晶表示装置は、
光を回折格子により回折分光し所定の分散角で異なる色
成分に分散させるカラーフィルターを二つ、液晶パネル
を二つ備え、光源からの光を偏光ビームスプリッタによ
って振動面が互いに直交する第１の方向の偏光光と第２
の方向の偏光光とに分離し、第２の方向の偏光光を位相
差板により第１の方向の偏光光に変換した上でそれぞれ
前記カラーフィルターに導き、色分光を行わせて前記液
晶パネルに導き、各液晶パネルにて変調して得られる両
映像をスクリーン上に重ね合わせて投写するようになっ
ていることを特徴とする。Further, the color liquid crystal display of the present invention comprises:
A first liquid crystal panel including two color filters for diffracting and dispersing light by a diffraction grating and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle, and a light beam from a light source having a vibration plane orthogonal to each other by a polarizing beam splitter; Polarization light and second
And the polarized light in the second direction is converted into the polarized light in the first direction by a phase difference plate, and then guided to the color filters, respectively, and subjected to color spectroscopy. , And the two images obtained by modulating each liquid crystal panel are superimposed on a screen and projected.
【００２３】上記の構成であれば、前記の偏光ビームス
プリッタを経た光のうち一方の光は例えばＰ偏光光とな
り、他方の光はＳ偏光光となるが、前記カラーフィルタ
ーがＰ偏光光に対して回折効率が高いものであれば、前
記Ｐ偏光光はそのままカラーフィルターに導かれて高い
回折効率で色分光され、また、Ｓ偏光光はＰ偏光光に変
換された上で前記カラーフィルターに導かれて高い回折
効率で色分光されることになるから、二つの映像をとも
に高輝度化でき、且つ両映像間の輝度差を無くすことが
できる。With the above arrangement, one of the lights passing through the polarizing beam splitter becomes, for example, P-polarized light and the other light becomes S-polarized light. If the P-polarized light has high diffraction efficiency, the P-polarized light is directly guided to the color filter and color-separated with high diffraction efficiency, and the S-polarized light is converted to P-polarized light and then guided to the color filter. As a result, color separation is performed with high diffraction efficiency, so that both the two images can be made brighter and the difference in brightness between the two images can be eliminated.
【００２４】また、この発明のカラー液晶表示装置は、
光を回折格子により回折分光し所定の分散角で異なる色
成分に分散させるカラーフィルターを二つ、液晶パネル
を二つ備え、光源からの光を偏光ビームスプリッタによ
って振動面が互いに直交する第１の方向の偏光光と第２
の方向の偏光光とに分離し、第２の方向の偏光光を位相
差板により第１の方向の偏光光に変換した上でそれぞれ
前記カラーフィルターに導き、色分光を行わせて前記液
晶パネルに導き、各液晶パネルにて変調して得られる両
映像をスクリーン上に重ね合わせて投写するようになっ
ているとともに、一方の液晶パネルに一方の眼用の映像
を表示し、他方の液晶パネルに他方の眼用の映像を表示
するようになっていることを特徴とするカラー液晶表示
装置。Further, the color liquid crystal display device of the present invention
A first liquid crystal panel including two color filters for diffracting and dispersing light by a diffraction grating and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle, and a light beam from a light source having a vibration plane orthogonal to each other by a polarizing beam splitter; Polarization light and second
And the polarized light in the second direction is converted into the polarized light in the first direction by a phase difference plate, and then guided to the color filters, respectively, and subjected to color spectroscopy. The two images obtained by modulating each liquid crystal panel are superimposed on the screen and projected, and the image for one eye is displayed on one liquid crystal panel and the other liquid crystal panel is displayed. A color liquid crystal display device for displaying an image for the other eye.
【００２５】上記の構成であれば、観察者に立体映像を
認識させるための右眼用映像と左眼用映像とを共に高輝
度化でき、且つ両映像間の輝度差を無くすことができ
る。With the above arrangement, both the right-eye image and the left-eye image for allowing the observer to recognize the stereoscopic image can be made brighter, and the difference in brightness between the two images can be eliminated.
【００２６】例えば、前記カラーフィルターを反射型グ
レーティングとし、前記第１の方向を有する偏光光はＰ
偏光光とする。また、前記カラーフィルターを透過型ホ
ログラムとし、前記第１の方向を有する偏光光をＳ偏光
光とする。For example, the color filter is a reflection type grating, and the polarized light having the first direction is P
Polarized light. The color filter is a transmission hologram, and the polarized light having the first direction is S-polarized light.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２８】図１は、この発明の実施の形態のカラー液
晶表示装置の構成を簡略的に示した模式図である。楕円
反射鏡２の第１焦点位置に配置された光源（例えば、メ
タルハライドランプ）１から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの色
成分を含む光は、楕円反射鏡２の第２焦点位置の近傍に
配置された図示しないスリット板を経て不要光部分（平
行度を低くしてしまう部分）が除去され、更に図示しな
いコリメータレンズにて平行光化されてカラーフィルタ
ー３に所定の入射角度Φで入射されるようになってい
る。FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Light containing the R, G, and B color components emitted from the light source (for example, a metal halide lamp) 1 disposed at the first focal position of the elliptical reflecting mirror 2 is located near the second focal position of the elliptical reflecting mirror 2. Unnecessary light portions (portions that reduce the degree of parallelism) are removed through a slit plate (not shown) disposed, and are collimated by a collimator lens (not shown), and are incident on the color filter 3 at a predetermined incident angle Φ. It has become so.
【００２９】カラーフィルター３は、反射型の回折格子
から成り、光源１からの光を入射すると、Ｒ色成分とＧ
色成分とＢ色成分を所定の分散角で回折分光するように
なっている。ここで、カラーフィルター３にて回折分光
されたＧ色成分における反射光の反射角度Ψは、入射角
度Φ＞反射角度Ψの関係を持つようにしてある。また、
このカラーフィルター３は、前記光源１からの光のうち
Ｐ偏光光に対して高い回折効率を持つ。図２は、このカ
ラーフィルター３における回折効率を示したグラフであ
り、横軸を波長（λ）、縦軸を回折効率（％）として表
している。この図から分かるように、このカラーフィル
ター３は、波長が４００ｎｍから７００ｎｍの可視光の
範囲で、Ｐ偏光光に対する回折効率が斜め４５度偏光光
に対する回折効率よりも常に高くなっている。The color filter 3 is composed of a reflection type diffraction grating.
The color component and the B color component are diffracted at a predetermined dispersion angle. Here, the reflection angle の of the reflected light in the G color component diffracted and divided by the color filter 3 has a relation of incident angle Φ> reflection angle Ψ. Also,
The color filter 3 has a high diffraction efficiency for P-polarized light among the light from the light source 1. FIG. 2 is a graph showing the diffraction efficiency of the color filter 3, in which the horizontal axis represents wavelength (λ) and the vertical axis represents diffraction efficiency (%). As can be seen from this figure, in the color filter 3, the diffraction efficiency for P-polarized light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light in the visible light wavelength range of 400 nm to 700 nm.
【００３０】液晶パネル１０は、前記カラーフィルタ３
にて回折分光された反射光を入射する入射側偏光板４
と、この入射側偏光板４の光出射側に配置されたマイク
ロレンズアレイ５と、このマイクロレンズアレイ５の光
出射側に配置された液晶層部６と、この液晶層部６の光
出射側に配置された出射側偏光板７とから成る。The liquid crystal panel 10 includes the color filter 3
Incident-side polarizing plate 4 on which the reflected light diffracted and split by
A microlens array 5 disposed on the light exit side of the incident side polarizing plate 4, a liquid crystal layer section 6 disposed on the light exit side of the microlens array 5, and a light exit side of the liquid crystal layer section 6 And an output-side polarizing plate 7 disposed at
【００３１】前記入射側偏光板４は、その光透過軸方向
がＰ偏光光に対応するように設定されている。前記液晶
層部６は、Ｒ色成分、Ｇ色成分、及びＢ色成分に対応す
る画素部を有している。そして、前記マイクロレンズア
レイ５により、前記Ｒ色成分とＧ色成分とＢ色成分は、
相互に異なる位置に収束され、Ｒ色成分は液晶層部６に
おけるＲ画素部を通り、Ｇ色成分は液晶層部６における
Ｇ画素部を通り、Ｂ色成分は液晶層部６におけるＢ画素
部を通るようになっている。また、出射側偏光板７は、
その光透過軸方向が前記Ｐ偏光光に対して９０度回転さ
れた方向に対応するように設定されている。The incident side polarizing plate 4 is set such that the light transmission axis direction corresponds to the P-polarized light. The liquid crystal layer section 6 has a pixel section corresponding to an R color component, a G color component, and a B color component. Then, the R color component, the G color component, and the B color component are
The R color component passes through the R pixel portion in the liquid crystal layer portion 6, the G color component passes through the G pixel portion in the liquid crystal layer portion 6, and the B color component passes through the R pixel portion in the liquid crystal layer portion 6. Pass through. Also, the output side polarizing plate 7 is
The direction of the light transmission axis is set so as to correspond to the direction rotated by 90 degrees with respect to the P-polarized light.
【００３２】前記液晶パネル１０を通過し、液晶パネル
１０で変調され形成された像は、投写レンズ８で拡大さ
れ、スクリーン９上に投影されるようになっている。The image which has passed through the liquid crystal panel 10 and has been modulated by the liquid crystal panel 10 is enlarged by a projection lens 8 and projected on a screen 9.
【００３３】これによれば、入射側偏光板４の光透過軸
方向がＰ偏光光に対応するように設定された前記の液晶
パネル１０は、前記カラーフィルター３からＰ偏光光を
得て表示を行うことができる。そして、上記Ｐ偏光光は
図２に示したように回折効率が高いから、光源１の光の
利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝度化が
図れる。According to this, the liquid crystal panel 10 in which the light transmission axis direction of the incident side polarizing plate 4 is set so as to correspond to the P-polarized light, obtains the P-polarized light from the color filter 3 and performs display. It can be carried out. Since the P-polarized light has a high diffraction efficiency as shown in FIG. 2, the light use efficiency of the light source 1 increases, and the luminance of the color liquid crystal display device can be increased.
【００３４】図３は、この実施の形態のカラー液晶表示
装置の変形例を示した模式図である。図１に示したカラ
ー液晶表示装置との相違点は、入射側偏光板４０の光透
過軸方向が斜め４５度偏光光に対応するように設定さ
れ、出射側偏光板７０の光透過軸方向が前記斜め４５度
偏光光に対して９０度回転された方向に対応するように
設定された液晶パネル１１を備えている点と、当該液晶
パネル１１の光入射側に位相差フィルム（又はパネル）
１２が備えられている点である。位相差フィルム１２
は、前記カラーフィルター３にて反射されたＰ偏光光を
入射側偏光板４０における光透過軸方向に対応した斜め
４５度偏光光に変換する。FIG. 3 is a schematic diagram showing a modification of the color liquid crystal display device of this embodiment. The difference from the color liquid crystal display device shown in FIG. 1 is that the light transmission axis direction of the incident side polarizing plate 40 is set so as to correspond to obliquely 45 degree polarized light, and the light transmission axis direction of the emission side polarizing plate 70 is changed. A liquid crystal panel 11 set to correspond to a direction rotated by 90 degrees with respect to the obliquely polarized light of 45 degrees, and a retardation film (or panel) on the light incident side of the liquid crystal panel 11
12 is provided. Retardation film 12
Converts the P-polarized light reflected by the color filter 3 into 45-degree obliquely polarized light corresponding to the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate 40.
【００３５】図４は、図３のカラー液晶表示装置におけ
る各光学素子と偏光方向との関係を示した模式図であ
る。この図４から分かるように、入射側偏光板４０の光
透過軸方向が斜め４５度偏光光に対応するように設定さ
れた液晶パネル１１は、位相差フィルム１２から斜め４
５度偏光光を得て表示を行うことができる。かかる液晶
パネルは一般的に用いられているものであるから、カラ
ー液晶表示装置のコスト低減が図れる。そして、上記斜
め４５度偏光光はカラーフィルター３にて反射されたＰ
偏光光を偏光方向回転させて得られるものであり、上記
Ｐ偏光光は図２に示したように回折効率が高いから、光
源光の利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝
度化が図れる。FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between each optical element and the polarization direction in the color liquid crystal display device of FIG. As can be seen from FIG. 4, the liquid crystal panel 11 in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate 40 is set to correspond to the 45-degree polarized light is oblique from the retardation film 12.
A display can be performed by obtaining a 5-degree polarized light. Since such a liquid crystal panel is generally used, the cost of the color liquid crystal display device can be reduced. The oblique 45-degree polarized light is reflected by the color filter
The P-polarized light is obtained by rotating the polarized light, and the P-polarized light has a high diffraction efficiency as shown in FIG. I can do it.
【００３６】なお、カラーフィルター３は、全可視光範
囲（特に、波長が４００ｎｍから７００ｎｍの範囲）に
おいて常にＰ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折効率
が高い場合のみに限定されるものではなく、可視光範囲
において概ねＰ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折効
率が高い場合を含むものである。The color filter 3 is not limited to the case where the P-polarized light always has a higher diffraction efficiency than the obliquely 45-degree polarized light in the entire visible light range (particularly, the wavelength is in the range of 400 nm to 700 nm). However, this includes the case where the P-polarized light generally has higher diffraction efficiency than the obliquely 45-degree polarized light in the visible light range.
【００３７】また、光源１とカラーフィルター３との間
に、図１３（ａ）に示すように、前記光源１からの光を
Ｐ偏光光化する光学素子２０を設けてもよい。この光学
素子２０は、Ｐ偏光光は透過させるがＳ偏光光は反射さ
せる偏光ビームスプリッタ２０ａ，２０ｂと、前記偏光
ビームスプリッタ２０ｂの光出射側に配置され、Ｓ偏光
光をＰ偏光光化させる１／２λ板２０ｃとから成る。こ
のような光学素子２０を設けておくことにより、光源１
からの光の利用の無駄を極力少なくすることができ、カ
ラー液晶表示装置の一層の高輝度化が図れる。なお、か
かる光学素子２０は一例であり、このような構造のもの
に限られるものではない。As shown in FIG. 13A, an optical element 20 for converting light from the light source 1 into P-polarized light may be provided between the light source 1 and the color filter 3. The optical element 20 is disposed on polarization beam splitters 20a and 20b that transmit P-polarized light but reflects S-polarized light, and on the light emission side of the polarized beam splitter 20b, and converts the S-polarized light into P-polarized light. / 2λ plate 20c. By providing such an optical element 20, the light source 1
It is possible to minimize waste of light from the device, and to achieve higher brightness of the color liquid crystal display device. Note that the optical element 20 is an example, and is not limited to such a structure.
【００３８】（実施の形態２）次に、この発明の他の実
施の形態について図に基づいて説明する。なお、説明の
便宜上、実施の形態１と同様の機能を有する部材には同
一の符号を付記してその説明を省略している。(Embodiment 2) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, members having the same functions as those in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【００３９】図５は、この実施の形態のカラー液晶表示
装置の構成を簡略的に示した模式図である。このカラー
液晶表示装置は、透過型の回折格子（この実施の形態で
は回折格子としてホログラムを用いている）から成るカ
ラーフィルター３０を備えている。このカラーフィルタ
ー３０は、図６に示しているように、波長が４００ｎｍ
から７００ｎｍの可視光範囲で、Ｓ偏光光に対する回折
効率が斜め４５度偏光光に対する回折効率よりも常に高
くなっている。なお、カラーフィルター３０への入射角
度Φと、カラーフィルター３にて回折分光されたＧ色成
分における透過光の出射角度Ψは、入射角度Φ＞出射角
度Ψの関係を持つようにしてある。FIG. 5 is a schematic diagram simply showing the configuration of the color liquid crystal display device of this embodiment. This color liquid crystal display device includes a color filter 30 composed of a transmission type diffraction grating (a hologram is used as a diffraction grating in this embodiment). The color filter 30 has a wavelength of 400 nm as shown in FIG.
In the visible light range from to 700 nm, the diffraction efficiency for S-polarized light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light. Note that the incident angle Φ to the color filter 30 and the emission angle 透過 of the transmitted light in the G color component diffracted and divided by the color filter 3 have a relationship of incident angle Φ> emission angle Ψ.
【００４０】液晶パネル１０′は、前記カラーフィルタ
３０にて回折分光された反射光を入射する入射側偏光板
４′と、この入射側偏光板４′の光出射側に配置された
マイクロレンズアレイ５と、このマイクロレンズアレイ
５の光出射側に配置された液晶層部６と、この液晶層部
６の光出射側に配置された出射側偏光板７′とから成
る。前記入射側偏光板４′は、その光透過軸方向がＳ偏
光光に対応するように設定されている。また、出射側偏
光板７′は、その光透過軸方向が前記Ｓ偏光光に対して
９０度回転された方向に対応するように設定されてい
る。The liquid crystal panel 10 'includes an incident-side polarizing plate 4' for receiving the reflected light diffracted by the color filter 30, and a microlens array disposed on the light-exiting side of the incident-side polarizing plate 4 '. 5, a liquid crystal layer 6 arranged on the light emission side of the microlens array 5, and an emission side polarizing plate 7 'arranged on the light emission side of the liquid crystal layer 6. The incident side polarizing plate 4 'is set so that the direction of the light transmission axis thereof corresponds to the S-polarized light. The exit-side polarizing plate 7 'is set so that its light transmission axis direction corresponds to a direction rotated by 90 degrees with respect to the S-polarized light.
【００４１】これによれば、入射側偏光板４′の光透過
軸方向がＳ偏光光に対応するように設定された前記の液
晶パネル１０′は、前記カラーフィルター３０からＳ偏
光光を得て表示を行うことができる。そして、上記Ｓ偏
光光は図６に示したように回折効率が高いから、光源１
の光の利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝
度化が図れる。According to this, the liquid crystal panel 10 ′ in which the light transmission axis direction of the incident side polarizing plate 4 ′ is set to correspond to the S-polarized light obtains the S-polarized light from the color filter 30. Display can be performed. Since the S-polarized light has a high diffraction efficiency as shown in FIG.
The use efficiency of the light is increased, and the luminance of the color liquid crystal display device can be increased.
【００４２】図７は、この実施の形態のカラー液晶表示
装置の変形例を示した模式図である。図５に示したカラ
ー液晶表示装置との相違点は、入射側偏光板４０の光透
過軸方向が前記斜め４５度偏光光に対応するように設定
され、出射側偏光板７０の光透過軸方向が前記斜め４５
度偏光光に対して９０度回転された方向に対応するよう
に設定された液晶パネル１１を備えている点と、当該液
晶パネル１１の光入射側に位相差フィルム（又はパネ
ル）１２が備えられている点である。そして、この位相
差フィルム１２は、前記カラーフィルター３にて反射さ
れたＳ偏光光を斜め４５度偏光光に変換するものであ
る。FIG. 7 is a schematic diagram showing a modification of the color liquid crystal display device of this embodiment. The difference from the color liquid crystal display device shown in FIG. 5 is that the direction of the light transmission axis of the incident side polarizing plate 40 is set so as to correspond to the obliquely 45-degree polarized light, and the direction of the light transmission axis of the exit side polarizing plate 70. Is the diagonal 45
A liquid crystal panel 11 set to correspond to a direction rotated by 90 degrees with respect to the polarized light, and a retardation film (or panel) 12 provided on the light incident side of the liquid crystal panel 11. That is the point. The retardation film 12 converts the S-polarized light reflected by the color filter 3 into 45-degree polarized light.
【００４３】かかる構成であれば、入射側偏光板４０の
光透過軸方向が斜め４５度偏光光に対応するように設定
された液晶パネル１１は、位相差フィルム１２から斜め
４５度偏光光を得て表示を行うことができる。かかる液
晶パネルは一般的に用いられているものであるから、カ
ラー液晶表示装置のコスト低減が図れる。そして、上記
斜め４５度偏光光はカラーフィルター３０を透過したＳ
偏光光を偏光方向回転させて得られるものであり、上記
Ｓ偏光光は図６に示したように回折効率が高いから、光
源光の利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝
度化が図れることになる。With such a configuration, the liquid crystal panel 11 in which the light transmission axis direction of the incident-side polarizing plate 40 is set to correspond to the 45-degree polarized light, obtains the 45-degree polarized light from the retardation film 12. Can be displayed. Since such a liquid crystal panel is generally used, the cost of the color liquid crystal display device can be reduced. Then, the obliquely 45-degree polarized light is transmitted through the color filter 30 as S.
The polarized light is obtained by rotating the polarized light, and the S-polarized light has a high diffraction efficiency as shown in FIG. 6, so that the efficiency of using the light from the light source is high and the brightness of the color liquid crystal display device can be increased. I can plan.
【００４４】なお、カラーフィルター３０は、全可視光
範囲（特に、波長が４００ｎｍから７００ｎｍの範囲）
において常にＳ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折効
率が高い場合のみに限定されるものではなく、可視光範
囲において概ねＳ偏光光が斜め４５度偏光光よりも回折
効率が高い場合を含むものである。The color filter 30 has a wavelength in the entire visible light range (particularly, a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm).
This is not limited to the case where the S-polarized light always has a higher diffraction efficiency than the obliquely 45-degree polarized light, and includes the case where the S-polarized light generally has a higher diffraction efficiency than the obliquely 45-degree polarized light in the visible light range. It is a thing.
【００４５】また、光源１とカラーフィルター３０との
間に、図１３（ｂ）に示すように、前記光源１からの光
をＳ偏光光化する光学素子２１を設けてもよい。この光
学素子２１は、Ｐ偏光光は透過させるがＳ偏光光は反射
させる偏光ビームスプリッタ２１ａ，２１ｂと、前記偏
光ビームスプリッタ２１ａの光出射側に配置され、Ｐ偏
光光をＳ偏光光化させる１／２λ板２１ｃとから成る。
このような光学素子２１を設けておくことにより、光源
１からの光の利用の無駄を極力少なくすることができ、
カラー液晶表示装置の一層の高輝度化が図れる。なお、
かかる光学素子２１は一例であり、このような構造のも
のに限られるものではない。As shown in FIG. 13B, an optical element 21 for converting the light from the light source 1 into S-polarized light may be provided between the light source 1 and the color filter 30. This optical element 21 is disposed on polarization beam splitters 21a and 21b that transmit P-polarized light but reflects S-polarized light, and on the light emission side of the polarized beam splitter 21a, and converts P-polarized light into S-polarized light. / 2λ plate 21c.
By providing such an optical element 21, it is possible to minimize the use of light from the light source 1,
Further higher luminance of the color liquid crystal display device can be achieved. In addition,
The optical element 21 is an example, and is not limited to such a structure.
【００４６】次に、カラーフィルターが反射型の回折格
子（表面レリーフ型）から成る場合を例に、当該カラー
フィルターを、可視光の範囲においてＰ偏光光の効率＞
Ｓ偏光光の効率とするための条件（範囲）について説明
する。図８（ａ）は反射型の回折格子を模式的に示した
縦断側面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の矢示Ａ部
分の拡大図である。同図（ｂ）に示すように、頂角をθ
tp、ブレーズ角をθB、溝ピッチをｐとするとき、θtp
＝７０°〜９０°、θB ＝１７°〜２５°、ｐ＝５００
ｎｍ〜９００ｎｍの条件（範囲）に設定する。なお、可
視光の範囲においてＰ偏光光の効率＞Ｓ偏光光の効率と
するための条件が、かかる範囲に限定されないことは勿
論である。Next, taking the case where the color filter is made of a reflection type diffraction grating (surface relief type) as an example, the color filter is used to convert the efficiency of P-polarized light within the visible light range>
A condition (range) for setting the efficiency of the S-polarized light will be described. FIG. 8A is a longitudinal sectional side view schematically showing a reflection type diffraction grating, and FIG. 8B is an enlarged view of a portion indicated by an arrow A in FIG. 8A. As shown in FIG.
tp , when the blaze angle is θ B and the groove pitch is p, θ tp
= 70 ° to 90 °, θ B = 17 ° to 25 °, p = 500
It is set to a condition (range) of nm to 900 nm. Note that, of course, the condition for satisfying the efficiency of the P-polarized light> the efficiency of the S-polarized light in the visible light range is not limited to such a range.
【００４７】次に、上記図１、図３、図５、及び図７に
示した、入射角度Φと出射角度又は反射角度（以下、回
折角という）Ψとの関係について説明する。入射角度Φ
と回折角Ψとは、前述のごとく、Φ＞Ψの関係を持つよ
うにしてある。なお、入射角度Φと回折角Ψの正負関係
は図９に示すようになっている。従って、光入射側の正
（＋）領域側から入射角度が例えば４０度で光が入射し
た場合、反射型の回折格子から成るカラーフィルター３
にあっては、反射光が光入射側の正（＋）領域側で４０
度未満の範囲、及び光入射側の負（−）領域側に存在す
る場合に上記の関係を満たすことになり、透過型の回折
格子から成るカラーフィルター３０にあっては、透過光
が光出射側の正（＋）領域側で４０度未満の範囲及び光
出射側の負（−）領域側に存在する場合に上記の関係を
満たすことになる。Next, the relationship between the incident angle Φ and the exit angle or the reflection angle (hereinafter referred to as diffraction angle) に shown in FIGS. 1, 3, 5 and 7 will be described. Incident angle Φ
And the diffraction angle Ψ have a relationship of Φ> Ψ as described above. Note that the positive / negative relationship between the incident angle Φ and the diffraction angle Ψ is as shown in FIG. Therefore, when light is incident from the positive (+) region side on the light incident side at an incident angle of, for example, 40 degrees, the color filter 3 composed of a reflective diffraction grating is used.
, The reflected light is 40 at the positive (+) region side on the light incident side.
The above-mentioned relationship is satisfied when the light is present in a range of less than 1 degree and on the side of the negative (-) region on the light incident side. In the color filter 30 composed of a transmission type diffraction grating, the transmitted light The above relationship is satisfied when the region is less than 40 degrees on the positive (+) region side and on the negative (-) region side on the light emission side.
【００４８】ここで、前記のマイクロレンズアレイ６が
用いられる場合には、光源１の照明光において特に平行
度が求められる。例えば、液晶パネル１０，１０′，１
１に入射するときに±３度程度の平行度が要求されるこ
とがあるが、従来においては、照明光と入射角と回折角
との関係については全く考慮されていなかった。この発
明では、上記のごとくΦ＞Ψの関係を持つようにしてあ
るので、カラーフィルター３，３０に入射するときの平
行度は液晶パネルに入射するときに求められる角度（±
３度）よりも大きくてよいことになる。従って、光源１
の照明光に要求される平行度は緩和され、光源１の照明
範囲の大きさを大きくとれることになるため、光源光の
利用効率が高くなり、カラー液晶表示装置の高輝度化が
図れることになる。Here, when the above-mentioned microlens array 6 is used, parallelism is particularly required in the illumination light of the light source 1. For example, the liquid crystal panels 10, 10 ', 1
In some cases, a degree of parallelism of about ± 3 degrees is required when the light is incident on the light source 1. However, in the related art, the relationship between the illumination light, the incident angle, and the diffraction angle has not been considered at all. In the present invention, since the relationship of Φ> Ψ is established as described above, the parallelism upon incidence on the color filters 3 and 30 is determined by the angle (±
3 degrees). Therefore, light source 1
Since the parallelism required for the illumination light is reduced and the size of the illumination range of the light source 1 can be increased, the efficiency of use of the light from the light source increases, and the luminance of the color liquid crystal display device can be increased. Become.
【００４９】回折角Ψを０度とした場合には、カラーフ
ィルター３，３０と液晶パネル１０，１０′，１１とを
平行に配置できるので、これらの組付けにおける精度確
保が比較的容易になるという利点があるが、Ψ＜０（即
ち、非平行）とするのが光の利用効率向上のために望ま
しいということを見い出すことができた。これについて
以下に説明する。When the diffraction angle Ψ is 0 degree, the color filters 3, 30 and the liquid crystal panels 10, 10 ', 11 can be arranged in parallel, so that it is relatively easy to secure the accuracy in assembling them. However, it has been found that it is desirable to set 非 <0 (that is, non-parallel) to improve light use efficiency. This will be described below.
【００５０】図１０は、カラーフィルターを成すホログ
ラムのグレーティングピッチｄを横軸にとり、縦軸に回
折角（Ψ545 ）及び入射角Φをとったグラフである。こ
のグラフは、以下の第１式と第２式とにより求められ
る。FIG. 10 is a graph in which the horizontal axis represents the grating pitch d of the hologram forming the color filter and the vertical axis represents the diffraction angle (Ψ 545 ) and the incident angle Φ. This graph is obtained by the following first and second equations.
【００５１】[0051]
【数１】 ｓｉｎΦ＋ｓｉｎΨ＝λ／ｄ …第１式 Ψ620 −Ψ545 ＝７．０°（分散角） …第２式 ただし、Φ：ホログラムへの入射角 Ψ：ホログラムからの回折１次光出射角（回折角） λ：波長 ｄ：ホログラムのグレーティイングピッチ Ψ620 ：６２０ｎｍの回折１次光出射角 Ψ545 ：５４５ｎｍの回折１次光出射角## EQU1 ## sinΦ + sinΨ = λ / d 1st formula Ψ 620 −Ψ 545 = 7.0 ° (dispersion angle) 2nd formula where Φ: incident angle to hologram Ψ: diffraction primary light emission from hologram Angle (diffraction angle) λ: Wavelength d: Grating pitch of hologram 620 620 : Emission angle of primary diffraction light at 620 nm 545 545 : Emission angle of primary diffraction light at 545 nm
【００５２】上記図１０のグラフからは、ΦとΨとｄの
相互の関係を知ることができる。そして、図１２（ａ）
（ｂ）に示すように、光源光の拡がり角をθA としたと
たきのホログラムを経た光の拡がり角をθB を求め、各
Φ，Ψについて、θB ／θAを求めると、図１１に示す
グラフが得られる。この図１１のグラフの横軸はΦ−Ψ
であり、縦軸はｅ（ｅ＝θB ／θA ）である。この図１
１から分かるように、Φ−Ψが大きければ大きいほどｅ
は小さくなり、ｅ＜１の場合において、光源１の照明光
に要求される平行度は緩和され、カラー液晶表示装置の
高輝度化が図れることになる。ｅ＜１の場合とは、Φ−
Ψ＞０の場合であり、図１０においては、ハッチングで
表している部分に相当する。そして、図１１のグラフに
おいて最もｅが小さなるときは、Ψ＝−６°のときであ
る。つまり、Ψ＝０°であることが高輝度化において最
適となるのではなく、Ψ＜０とすることが高輝度化にお
いて好適となることが見い出される。この発明では、Φ
＞Ψ且つΨ＜０とすることにより、カラー液晶表示装置
の高輝度化を図っている。From the graph of FIG. 10, the mutual relationship between Φ, Ψ and d can be known. Then, FIG.
As shown in FIG. 11B, when the divergence angle of the light from the light source is θ A , the divergence angle of the light passing through the hologram is determined as θ B , and θ B / θ A is determined for each Φ and Ψ. Is obtained. The horizontal axis of the graph of FIG.
And the vertical axis is e (e = θ B / θ A ). This figure 1
As can be seen from FIG.
Is smaller, and in the case of e <1, the parallelism required for the illumination light of the light source 1 is relaxed, and the luminance of the color liquid crystal display device can be increased. When e <1, Φ−
Ψ> 0, which corresponds to the hatched portion in FIG. Then, in the graph of FIG. 11, e is the smallest when Ψ = −6 °. In other words, it is found that Ψ = 0 ° is not optimal in increasing the luminance, but Ψ <0 is preferable in increasing the luminance. In the present invention, Φ
By setting> Ψ and Ψ <0, the luminance of the color liquid crystal display device is increased.
【００５３】（実施の形態３）図１４は、この発明の実
施の形態の立体映像表示が行えるカラー液晶表示装置の
構成を簡略的に示した模式図である。楕円反射鏡２の第
１焦点位置に配置された光源（例えば、メタルハライド
ランプ）５１から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの色成分を含む
光は、楕円反射鏡の第２焦点位置の近傍に配置されたス
リット板５２を経ることで不要光成分（平行度を低くし
てしまう部分）が除去され、更にコリメータレンズ５３
にて平行光化されて偏光ビームスプリッタ５４に至る。(Embodiment 3) FIG. 14 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a color liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic video according to an embodiment of the present invention. Light containing R, G, and B color components emitted from a light source (for example, a metal halide lamp) 51 disposed at the first focal position of the elliptical reflecting mirror 2 is disposed near the second focal position of the elliptical reflecting mirror. Unnecessary light components (portions that reduce the degree of parallelism) are removed by passing through the slit plate 52 thus formed.
The light is collimated and reaches the polarization beam splitter 54.
【００５４】偏光ビームスプリッタ５４に至った光は、
これを直進透過して得られるＰ偏光光と、前記直進方向
に対して９０°の角度で反射して得られるＳ偏光光とに
分離される。The light reaching the polarizing beam splitter 54 is
The light is separated into P-polarized light obtained by transmitting the light straight and S-polarized light obtained by reflecting the light at an angle of 90 ° with respect to the straight traveling direction.
【００５５】Ｐ偏光光が入射される位置には、反射型の
回折グレーティングから成る第１の回折カラーフィルタ
ー５５が設けられている。反射型の回折グレーティング
は、実施の形態１等で述べたように、Ｐ偏光光に対して
高い回折効率を持っている。第１の回折カラーフィルタ
ー５５により、光は赤色、緑色、及び青色にそれぞれ色
分光され、各色光は、第１の液晶パネル５６における赤
色用画素、緑色用画素、及び青色用画素にそれぞれ導か
れる。第１の液晶パネル５６は、映像信号に応じて各色
用の画素の透過量が制御されており、前記Ｐ偏光光の各
色光が変調され、映像光となって第１の投写レンズ５７
に至る。なお、第１の液晶パネルには、液晶パネルのラ
ビング方向に応じて、位相差フィルムを設置したＰ偏光
光に対応する入射側偏光板と、Ｓ偏光光を出射する出射
側偏光板がある。投写レンズ５７は、前記映像光を拡大
して図示しないスクリーンに投影するようになってい
る。At a position where the P-polarized light is incident, a first diffraction color filter 55 composed of a reflection type diffraction grating is provided. The reflection type diffraction grating has high diffraction efficiency with respect to P-polarized light as described in the first embodiment and the like. The first diffractive color filter 55 separates the light into red, green, and blue light, and each color light is guided to the red, green, and blue pixels in the first liquid crystal panel 56. . The first liquid crystal panel 56 controls the amount of transmission of pixels for each color in accordance with a video signal, and modulates each color light of the P-polarized light to become a video light, thereby forming a first projection lens 57.
Leads to. Note that the first liquid crystal panel includes an incident-side polarizing plate corresponding to P-polarized light provided with a retardation film and an output-side polarizing plate that emits S-polarized light, according to the rubbing direction of the liquid crystal panel. The projection lens 57 enlarges the image light and projects it on a screen (not shown).
【００５６】一方、Ｓ偏光光が入射される位置には、第
１のλ／２位相差板５８および全反射ミラー５９が備え
られ、前記全反射ミラー５９にて反射された光が入射さ
れる位置に反射型の回折グレーティングから成る第２の
回折カラーフィルター６０が設けられている。即ち、前
記のＳ偏光光は、前記第１のλ／２位相差板５８にてＰ
偏光光に変換された上で前記第２の回折カラーフィルタ
ー６０に入射し、当該Ｐ偏光光が反射するときに赤色、
緑色、及び青色にそれぞれ色分光される。On the other hand, a first λ / 2 phase difference plate 58 and a total reflection mirror 59 are provided at a position where the S-polarized light is incident, and the light reflected by the total reflection mirror 59 is incident. A second diffraction color filter 60 made of a reflection type diffraction grating is provided at the position. That is, the S-polarized light is converted by the first λ / 2 retardation plate 58 into P
After being converted into polarized light, it is incident on the second diffraction color filter 60, and when the P-polarized light is reflected, it is red,
The light is separated into green light and blue light.
【００５７】前記第２の回折カラーフィルター６０の反
射光が入射される位置には、第２の液晶パネル６２が設
けられている。即ち、赤色、緑色、及び青色にそれぞれ
色分光された各色のＰ偏光光は、前記第２の液晶パネル
６２における赤色用画素、緑色用画素、及び青色用画素
にそれぞれ導かれる。第２の液晶パネル６２は、映像信
号に応じて各色用の画素の透過量が制御されており、前
記Ｐ偏光光の各色光が変調され、映像光となって第２の
投写レンズ６３に至る。なお、第２の液晶パネルには、
液晶パネルのラビング方向に応じて、位相差フィルムを
設置したＰ偏光光に対応する入射側偏光板と、Ｐ偏光光
を出射する出射側偏光板がある。投写レンズ５７は、前
記映像光を拡大して前記スクリーンに投影するようにな
っている。A second liquid crystal panel 62 is provided at a position where the reflected light from the second diffraction color filter 60 is incident. That is, the P-polarized light of each color, which is separated into red, green, and blue, respectively, is guided to the red pixel, the green pixel, and the blue pixel in the second liquid crystal panel 62, respectively. In the second liquid crystal panel 62, the amount of transmission of each color pixel is controlled in accordance with the video signal, and each color light of the P-polarized light is modulated and reaches the second projection lens 63 as video light. . Note that the second liquid crystal panel includes:
Depending on the rubbing direction of the liquid crystal panel, there are an incident-side polarizing plate corresponding to P-polarized light provided with a retardation film and an exit-side polarizing plate for emitting P-polarized light. The projection lens 57 enlarges the image light and projects it on the screen.
【００５８】図示しない映像信号供給部は、前記第１の
液晶パネル５６に左眼用映像を、第２の液晶パネル６２
に右眼用映像をそれぞれ供給するようになっている。こ
のように映像が各液晶パネルに供給された場合、スクリ
ーン上に投写された左眼映像はＳ偏光光であり、右眼映
像はＰ偏光光であるため、左眼にはＰ偏光光を吸収しＳ
偏光光と透過する偏光板を、右眼にはＰ偏光光を透過
し、Ｓ偏光光を吸収する偏光板を備えた偏光メガネを装
着することにより、左右眼にそれぞれ対応した映像が観
察され、良好なカラー立体映像が得られる。An image signal supply unit (not shown) supplies an image for the left eye to the first liquid crystal panel 56 and a second liquid crystal panel 62.
The right eye image is supplied to each of them. When an image is supplied to each liquid crystal panel in this manner, the left-eye image projected on the screen is S-polarized light, and the right-eye image is P-polarized light, so that the left eye absorbs P-polarized light. S
By attaching polarizing glasses that transmit polarized light and a polarizing plate that transmits P-polarized light to the right eye and absorb S-polarized light to the right eye, images corresponding to the left and right eyes are observed, Good color stereoscopic images can be obtained.
【００５９】そして、前記回折カラーフィルター５５，
６０は反射型の回折グレーティングからなり、この反射
型の回折グレーティングは、実施の形態１で説明したよ
うに、Ｐ偏光光に対して高い回折効率を有している。図
１４の構成であれば、偏光ビームスプリッタ５４を透過
して得られるＰ偏光光はそのまま第１の回折カラーフィ
ルター５５に導かれて高い回折効率で色分光され、ま
た、偏光ビームスプリッタ５４を反射して得られるＳ偏
光光はλ／２位相差板５８にてＰ偏光光に変換された上
で第２の回折カラーフィルター６０に導かれて高い回折
効率で色分光されることになり、観察者に立体映像を認
識させるための右眼用映像と左眼用映像とを共に高輝度
化でき、且つ両映像間の輝度差を無くすことができる。Then, the diffraction color filter 55,
Reference numeral 60 denotes a reflection type diffraction grating, which has a high diffraction efficiency with respect to P-polarized light as described in the first embodiment. 14, the P-polarized light obtained by passing through the polarization beam splitter 54 is directly guided to the first diffraction color filter 55 to be color-separated with high diffraction efficiency, and reflected by the polarization beam splitter 54. The S-polarized light obtained as a result is converted into P-polarized light by the λ / 2 retardation plate 58, and then guided to the second diffraction color filter 60, where the light is spectrally separated with high diffraction efficiency. Both the right-eye image and the left-eye image for allowing the user to recognize a stereoscopic image can be made brighter, and the difference in brightness between the two images can be eliminated.
【００６０】また、この実施の形態では、この偏光メガ
ネを用いて立体視を行う構成としたが、これ以外の立体
映像表示、例えば、レンチキュラーレンズ板を用いる方
法等にも用いることができる。In this embodiment, stereoscopic viewing is performed using the polarized glasses. However, the present invention can be applied to other types of stereoscopic image display, such as a method using a lenticular lens plate.
【００６１】また、このような立体映像表示に限らず、
２次元映像表示装置として用いることもできる。例え
ば、１フレームを構成する２フィールドのうち奇数側フ
ィールドを一方の液晶パネル５６に表示し、偶数側フィ
ールドを他方の液晶パネル６２に表示するようにするこ
とが考えられる。この場合、カラー液晶パネルとしてス
トライプ配列のものを用いる場合には、スクリーン上で
の重ね合わせ画像において、一方の液晶パネルのＲ
（赤）用画素部の位置が他方の液晶パネルのＲ用画素部
の位置より１．５画素分ずれるようにすると、水平解像
度を向上させることができる。また、液晶パネルとして
デルタ配列のものを用いる場合には、スクリーン上での
重ね合わせ画像において、一方の液晶パネルと他方の液
晶パネルの画素配置関係を１画素分ずれるようにする
と、水平解像度を向上させることができる。Further, the present invention is not limited to such a stereoscopic image display.
It can also be used as a two-dimensional video display device. For example, of the two fields forming one frame, the odd-numbered field may be displayed on one liquid crystal panel 56, and the even-numbered field may be displayed on the other liquid crystal panel 62. In this case, when a color liquid crystal panel having a stripe arrangement is used, the R image of one of the liquid crystal panels is displayed in a superimposed image on a screen.
When the position of the (red) pixel portion is shifted by 1.5 pixels from the position of the R pixel portion of the other liquid crystal panel, the horizontal resolution can be improved. When a liquid crystal panel having a delta arrangement is used, the horizontal resolution is improved by shifting the pixel arrangement relationship between one liquid crystal panel and the other liquid crystal panel by one pixel in a superimposed image on a screen. Can be done.
【００６２】また、この実施の形態３では、回折カラー
フィルターとして反射型の回折グレーティングを用いた
場合の構成を示したが、透過型の回折ホログラムを用い
て色分光をする構成とすることもできる。この透過型の
回折ホログラムを用る構成を図１４を流用して簡単に説
明すると、実施の形態２で示したように、透過型の回折
ホログラムは、Ｓ偏光光に対する回折効率が高いので、
偏光ビームスプリッタ５４を透過して得られるＰ偏光光
を入射する位置にλ／２位相差板を設け、Ｐ偏光光をＳ
偏光光化した上で透過型の回折ホログラムに導く。一
方、偏光ビームスプリッタ５４を反射して得られるＳ偏
光光を入射する側ではそのままＳ偏光光を透過型の回折
ホログラムに導けばよい。In the third embodiment, a configuration in which a reflection type diffraction grating is used as a diffraction color filter has been described. However, a configuration in which color spectroscopy is performed using a transmission type diffraction hologram may be employed. . The configuration using the transmission type diffraction hologram will be briefly described with reference to FIG. 14. As described in Embodiment 2, the transmission type diffraction hologram has a high diffraction efficiency for S-polarized light.
A λ / 2 retardation plate is provided at a position where the P-polarized light obtained through the polarization beam splitter 54 is incident, and the P-polarized light is
After being converted into polarized light, it is led to a transmission type diffraction hologram. On the other hand, on the side on which the S-polarized light obtained by reflecting the polarization beam splitter 54 is incident, the S-polarized light may be guided as it is to the transmission type diffraction hologram.
【００６３】（実施の形態４）この実施の形態のカラー
液晶表示装置は、図１５に示すように、二つの偏光ビー
ムスプリッタ７４（分離用），８４（合成用）を用いる
ことで、一つの投写レンズ８５で二映像をスクリーン８
６に投影するようにしている。光源７１から出射された
光は、楕円リフレクタ７２にて反射され、コリメータレ
ンズ７３で平行光化され、偏光ビームスプリッタ７４に
入射されると、これを透過して得られるＰ偏光光と反射
して得られるＳ偏光光とに分離され、前記Ｐ偏光光は反
射型の回折グレーティング７７にて反射されて色分光さ
れ、前記Ｓ偏光光は位相差板７５にてＰ偏光光化された
上で反射型の回折グレーティング７６にて反射されて色
分光される。そして、前記回折グレーティング７７にて
色分光されたＰ偏光光は、Ｐ偏光光を斜め４５度偏光光
に変換する位相差板を備えた入射側偏光板７８、液晶パ
ネル８０、及び斜め４５度偏光光をＳ偏光光に変換する
位相差板を備えた出射側偏光板８２を順次経て偏光ビー
ムスプリッタ８４に入射し、Ｓ偏光光ゆえに偏光ビーム
スプリッタ８４に反射されて投写レンズ８５に到る。ま
た、前記回折グレーティング７６にて色分光されたＰ偏
光光は、Ｐ偏光光を斜め４５度偏光光に変換する位相差
板を備えた入射側偏光板７９、液晶パネル８１、及び斜
め４５度偏光光をＰ偏光光に変換する位相差板を備えた
出射側偏光板８３を順次経て偏光ビームスプリッタ８４
に入射し、Ｐ偏光光ゆえに偏光ビームスプリッタ８４を
透過して投写レンズ８５に到る。(Embodiment 4) As shown in FIG. 15, the color liquid crystal display device of this embodiment uses two polarization beam splitters 74 (for separation) and 84 (for synthesis) to form one. Projection lens 85 converts two images to screen 8
6 is projected. The light emitted from the light source 71 is reflected by the elliptical reflector 72, is collimated by the collimator lens 73, and is incident on the polarizing beam splitter 74, and is reflected by the P-polarized light obtained by transmitting the light. The P-polarized light is separated into the obtained S-polarized light, and is reflected by the reflection type diffraction grating 77 to be color-separated. The S-polarized light is converted into P-polarized light by the phase difference plate 75 and then reflected. The light is reflected by the diffraction grating 76 of the mold and is subjected to color separation. The P-polarized light color-specified by the diffraction grating 77 is converted into an incident-side polarizing plate 78 having a phase difference plate for converting the P-polarized light into a 45-degree polarized light, a liquid crystal panel 80, and a 45-degree polarized light. The light enters the polarization beam splitter 84 sequentially through the emission-side polarization plate 82 having a phase difference plate for converting light into S-polarized light, and is reflected by the polarization beam splitter 84 because of the S-polarized light to reach the projection lens 85. The P-polarized light color-specified by the diffraction grating 76 is converted into an incident-side polarizing plate 79 having a retardation plate for converting the P-polarized light into obliquely 45-degree polarized light, a liquid crystal panel 81, and an obliquely 45-degree polarized light. A polarizing beam splitter 84 sequentially passes through an output-side polarizing plate 83 having a phase difference plate for converting light into P-polarized light.
, And passes through the polarization beam splitter 84 because of the P-polarized light, and reaches the projection lens 85.
【００６４】かかる構成においても、実施の形態３と同
様、Ｐ偏光光の状態において反射型の回折グレーティン
グ７６，７７にて高い回折効率で色分光されることにな
り、二つの映像を共に高輝度化でき、且つ両映像間の輝
度差を無くすことができる。また、立体映像用に限ら
ず、水平解像度を向上した２次元映像用としても用いる
こともできる。In this configuration, as in the third embodiment, in the state of P-polarized light, color diffraction is performed with high diffraction efficiency by the reflection type diffraction gratings 76 and 77. And a difference in luminance between the two images can be eliminated. Further, the present invention can be used not only for stereoscopic video but also for two-dimensional video with improved horizontal resolution.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、この発明のカラー
液晶表示装置によれば、回折効率が高いＰ偏光光或いは
Ｓ偏光光を用いることで光源光の利用効率を高くし、高
輝度化が図れる。また、光源光に要求される照明光の平
行度を緩和し光源光の利用効率を高くして高輝度化が図
れる。また、この発明のカラーカラーフィルターによれ
ば、Ｐ偏光光或いはＳ偏光光を利用する光学素子と共に
用いることにより光の利用効率を高めることができると
いう効果を奏する。また、光源から出射された光を偏光
ビームスプリッタによりＳ偏光光とＰ偏光光とに分離
し、各偏光光を回折格子を用いたカラーフィルターで色
分光して二つの液晶パネルにそれぞれ導いて二つの映像
を投影する構成のカラー液晶表示装置にあっては、二つ
の映像をともに高輝度化でき、且つ両映像間の輝度差を
無くすことができるという効果を奏する。As described above, according to the color liquid crystal display device of the present invention, the use efficiency of the light source light is increased by using the P-polarized light or the S-polarized light having a high diffraction efficiency, and high luminance can be achieved. I can do it. In addition, the parallelism of the illumination light required for the light source light is relaxed, and the utilization efficiency of the light source light is increased, so that high luminance can be achieved. Further, according to the color filter of the present invention, there is an effect that the light use efficiency can be improved by using the color filter together with an optical element utilizing P-polarized light or S-polarized light. Further, the light emitted from the light source is separated into S-polarized light and P-polarized light by a polarizing beam splitter, and each polarized light is color-separated by a color filter using a diffraction grating, and guided to two liquid crystal panels. The color liquid crystal display device configured to project one image has an effect that both images can be increased in luminance and a luminance difference between the two images can be eliminated.
【図１】この発明の第１の実施の形態のカラー液晶表示
装置の構成を簡略的に示した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a color liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１の実施の形態のカラー液晶表示
装置におけるカラーフィルターの回折効率を示したグラ
フである。FIG. 2 is a graph showing a diffraction efficiency of a color filter in the color liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】図１のカラー液晶表示装置の変形例を示した模
式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a modification of the color liquid crystal display device of FIG. 1;
【図４】図３の機能を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating functions of FIG. 3;
【図５】この発明の第２の実施の形態のカラー液晶表示
装置の構成を簡略的に示した模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a color liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第２の実施の形態のカラー液晶表示
装置におけるカラーフィルターの回折効率を示したグラ
フである。FIG. 6 is a graph showing the diffraction efficiency of a color filter in a color liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図５のカラー液晶表示装置の変形例を示した模
式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a modification of the color liquid crystal display device of FIG. 5;
【図８】同図（ａ）はこの発明のカラーフィルターを成
す反射型回折格子の断面図であり、同図（ｂ）は同図
（ａ）の矢示Ａ部分の拡大図である。FIG. 8A is a sectional view of a reflection type diffraction grating forming a color filter of the present invention, and FIG. 8B is an enlarged view of a portion indicated by an arrow A in FIG. 8A.
【図９】この発明のカラーフィルターを成す回折格子の
入射角と反射角の正負関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a positive / negative relationship between an incident angle and a reflection angle of a diffraction grating forming a color filter of the present invention.
【図１０】この発明のカラー液晶表示装置におけるカラ
ーフィルターのグレーティングピッチと回折角および入
射角との関係を示したグラフである。FIG. 10 is a graph showing a relationship between a grating pitch of a color filter and a diffraction angle and an incident angle in a color liquid crystal display device of the present invention.
【図１１】この発明のカラー液晶表示装置におけるカラ
ーフィルターへの入射角と回折角の差異を横軸にとり、
縦軸に出射光の拡がり角と入射光源光の拡がり角との比
率をとって示したグラフである。FIG. 11 is a graph showing a difference between an incident angle to a color filter and a diffraction angle on a horizontal axis in the color liquid crystal display device of the present invention;
The vertical axis is a graph showing the ratio of the spread angle of the emitted light to the spread angle of the incident light source light.
【図１２】同図（ａ）は反射型の回折格子を用いる場合
の、同図（ｂ）は透過型の回折格子を用いる場合の図１
１における出射光の拡がり角と入射光源光の拡がり角と
をそれぞれ説明するための説明図である。12A shows a case where a reflection type diffraction grating is used, and FIG. 12B shows a case where a transmission type diffraction grating is used.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a spread angle of outgoing light and a spread angle of incident light source light in FIG.
【図１３】同図（ａ）は光源からの光をＰ偏光光化する
光学素子の模式図であり、同図（ｂ）は光源からの光を
Ｓ偏光光化する光学素子の模式図である。13A is a schematic diagram of an optical element that converts light from a light source into P-polarized light, and FIG. 13B is a schematic diagram of an optical element that converts light from a light source into S-polarized light. is there.
【図１４】この発明の実施の形態３のカラー液晶表示装
置を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram illustrating a color liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図１５】この発明の実施の形態４のカラー液晶表示装
置を示す構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram showing a color liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
１ 光源 ２ 楕円反射鏡 ３ カラーフィルター ３０ カラーフィルター ４ 入射側偏光板 ４′ 入射側偏光板 ４０ 入射側偏光板 ５ マイクロレンズアレイ ６ 液晶層部 ７ 出射側偏光板 ７′ 出射側偏光板 ７０ 出射側偏光板 ８ 投写レンズ ９ スクリーン １０ 液晶パネル １０′液晶パネル １１ 液晶パネル １２ 位相差フィルム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Elliptical reflecting mirror 3 Color filter 30 Color filter 4 Incident side polarizing plate 4 'Incident side polarizing plate 40 Incident side polarizing plate 5 Microlens array 6 Liquid crystal layer part 7 Outgoing side polarizing plate 7' Outgoing side polarizing plate 70 Outgoing side Polarizing plate 8 projection lens 9 screen 10 liquid crystal panel 10 'liquid crystal panel 11 liquid crystal panel 12 retardation film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 直樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoki Matsushita Sanyo Electric Co., Ltd. 2-5-2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka
Claims (14)
光に対して回折効率が高くされた反射型の回折格子によ
って光を回折分光し所定の分散角で異なる色成分に分散
させるカラーフィルターと、前記各色成分に対応する画
素部を有するとともに入射側偏光板の光透過軸方向がＰ
偏光光に対応するように設定された液晶パネルとを備え
ていることを特徴とするカラー液晶表示装置。1. A light source and a color for diffracting and splitting light by a reflection type diffraction grating having a higher diffraction efficiency with respect to P-polarized light among light from the light source and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle. A filter, and a pixel portion corresponding to each of the color components.
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel set to correspond to polarized light.
光に対して回折効率が高くされた反射型の回折格子によ
って光を回折分光し所定の分散角で異なる色成分に分散
させるカラーフィルターと、このカラーフィルターにて
反射されたＰ偏光光を斜め４５度偏光光に変換する位相
差板と、前記各色成分に対応する画素部を有するととも
に入射側偏光板の光透過軸方向が前記斜め４５度偏光光
に対応するように設定された液晶パネルとを備えている
ことを特徴とするカラー液晶表示装置。2. A color for diffracting and separating light by a light source and a reflection type diffraction grating having a higher diffraction efficiency with respect to P-polarized light among the light from the light source and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle. A filter, a phase difference plate that converts the P-polarized light reflected by the color filter into obliquely 45-degree polarized light, and a pixel portion corresponding to each of the color components. A liquid crystal panel set so as to correspond to obliquely polarized light of 45 degrees.
反射型の回折格子から成るカラーフィルターに導く光学
素子を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載のカラー液晶表示装置。3. The color according to claim 1, further comprising an optical element that converts the light from the light source into P-polarized light and guides the light to a color filter including the reflection type diffraction grating. Liquid crystal display.
光に対して回折効率が高くされた透過型の回折格子によ
って光を回折分光し所定の分散角で異なる色成分に分散
させるカラーフィルターと、前記各色成分に対応する画
素部を有するとともに入射側偏光板の光透過軸方向がＳ
偏光光に対応するように設定された液晶パネルとを備え
ていることを特徴とするカラー液晶表示装置。4. A color for diffracting and splitting light by a light source and a transmission type diffraction grating having a high diffraction efficiency with respect to S-polarized light of the light from the light source and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle. A filter, and a pixel portion corresponding to each of the color components.
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel set to correspond to polarized light.
光に対して回折効率が高くされた透過型の回折格子によ
って光を回折分光し所定の分散角で異なる色成分に分散
させるカラーフィルターと、このカラーフィルターを透
過したＳ偏光光を斜め４５度偏光光に変換する位相差板
と、前記各色成分に対応する画素部を有するとともに入
射側偏光板の光透過軸方向が前記斜め４５度偏光光に対
応するように設定された液晶パネルとを備えていること
を特徴とするカラー液晶表示装置。5. A color for diffracting and splitting light by a light source and a transmission type diffraction grating having a high diffraction efficiency with respect to S-polarized light of the light from the light source and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle. A filter, a retardation plate that converts the S-polarized light transmitted through the color filter into obliquely 45-degree polarized light, and a pixel portion corresponding to each of the color components. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel set so as to correspond to a polarized light.
透過型の回折格子から成るカラーフィルターに導く光学
素子を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項
５に記載のカラー液晶表示装置。6. The color according to claim 4, further comprising an optical element that converts the light from the light source into S-polarized light and guides the light to a color filter including the transmission type diffraction grating. Liquid crystal display.
率が斜め４５度偏光光に対する回折効率よりも常に高く
なっている反射型の回折格子によって光を回折分光し所
定の分散角で異なる色成分に分散させるようになってい
ることを特徴とするカラーフィルター。7. Diffraction and spectroscopy of light by a reflection type diffraction grating in which the diffraction efficiency for P-polarized light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light in the range of visible light, and different colors at a predetermined dispersion angle. A color filter characterized by being dispersed in components.
率が斜め４５度偏光光に対する回折効率よりも常に高く
なっている透過型の回折格子によって光を回折分光し所
定の分散角で異なる色成分に分散させるようになってい
ることを特徴とするカラーフィルター。8. A transmission type diffraction grating in which the diffraction efficiency for S-polarized light in the range of visible light is always higher than the diffraction efficiency for obliquely 45-degree polarized light, and the light is diffracted and spectrally separated at a predetermined dispersion angle. A color filter characterized by being dispersed in components.
し所定の分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィ
ルターと前記各色成分に対応する画素部を有する液晶パ
ネルとを備えたカラー液晶表示装置において、前記カラ
ーフィルターへの光の入射角をΦとし、出射角若しくは
反射角をΨとするとき、Φ＞Ψの関係に設定されている
ことを特徴とするカラー液晶表示装置。9. A color liquid crystal display device comprising: a color filter for diffracting and separating light from a light source by a diffraction grating and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle; and a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to each color component. Wherein the incident angle of light to the color filter is Φ, and the outgoing or reflected angle is Ψ, and Φ> 関係.
を特徴とする請求項９に記載のカラー液晶表示装置。10. The color liquid crystal display device according to claim 9, wherein Ψ is set to Ψ <0.
分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィルターを
二つ、液晶パネルを二つ備え、光源からの光を偏光ビー
ムスプリッタによって振動面が互いに直交する第１の方
向の偏光光と第２の方向の偏光光とに分離し、第２の方
向の偏光光を位相差板により第１の方向の偏光光に変換
した上でそれぞれ前記カラーフィルターに導き、色分光
を行わせて前記液晶パネルに導き、各液晶パネルにて変
調して得られる両映像をスクリーン上に重ね合わせて投
写するようになっていることを特徴とするカラー液晶表
示装置。11. A liquid crystal panel comprising two color filters for diffracting and separating light by a diffraction grating and dispersing the light into different color components at a predetermined dispersion angle, and vibrating surfaces of which are separated from each other by a polarizing beam splitter. The light is separated into polarized light in a first direction and polarized light in a second direction orthogonal to each other, and the polarized light in the second direction is converted into polarized light in the first direction by a retardation plate. A color liquid crystal display device, wherein the two images obtained by modulating each liquid crystal panel are superimposed and projected on a screen. .
分散角で異なる色成分に分散させるカラーフィルターを
二つ、液晶パネルを二つ備え、光源からの光を偏光ビー
ムスプリッタによって振動面が互いに直交する第１の方
向の偏光光と第２の方向の偏光光とに分離し、第２の方
向の偏光光を位相差板により第１の方向の偏光光に変換
した上でそれぞれ前記カラーフィルターに導き、色分光
を行わせて前記液晶パネルに導き、各液晶パネルにて変
調して得られる両映像をスクリーン上に重ね合わせて投
写するようになっているとともに、一方の液晶パネルに
一方の眼用の映像を表示し、他方の液晶パネルに他方の
眼用の映像を表示するようになっていることを特徴とす
るカラー液晶表示装置。12. A liquid crystal panel comprising two color filters for diffracting and splitting light by a diffraction grating and dispersing light into different color components at a predetermined dispersion angle, and vibrating surfaces of which are separated from each other by a polarizing beam splitter. The light is separated into polarized light in a first direction and polarized light in a second direction orthogonal to each other, and the polarized light in the second direction is converted into polarized light in the first direction by a retardation plate. The liquid crystal panel is led to the liquid crystal panel, and the two images obtained by modulating each liquid crystal panel are superimposed on the screen and projected, and one of the liquid crystal panels is projected onto the other liquid crystal panel. A color liquid crystal display device, wherein an image for the eye is displayed, and an image for the other eye is displayed on the other liquid crystal panel.
ティングであり、前記第１の方向を有する偏光光はＰ偏
光光であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２
に記載のカラー液晶表示装置。13. The color filter according to claim 11, wherein the color filter is a reflection type grating, and the polarized light having the first direction is a P-polarized light.
3. A color liquid crystal display device according to item 1.
ラムであり、前記第１の方向を有する偏光光はＳ偏光光
であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記
載のカラー液晶表示装置。14. The color liquid crystal display device according to claim 11, wherein the color filter is a transmission hologram, and the polarized light having the first direction is S-polarized light.
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|---|---|---|---|
| JP34823796A JP3670783B2 (en) | 1996-07-04 | 1996-12-26 | Color liquid crystal display device |
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| JP8-175126 | 1996-07-04 | ||
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-
1996
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011154078A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
| WO2012157697A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 株式会社日立製作所 | Diffraction grating manufacturing method, spectrophotometer, and semiconductor device manufacturing method |
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