JPH09230323A - Liquid crystal display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the color purity of a displayed picture from lowering and to obtain a distinct color image even when the light of each wavelength diffracted by a hologram is condensed on a pixel other than a pixel on which the light should be condensed. SOLUTION: In this device, parallel beams from a light source part are diffracted at the different angle of diffraction by every wavelength by the hologram 5 and condensed on the pixels corresponding to the respective colors R, G and B of a liquid crystal cell 8, whereby the color image is displayed. In such a case, a color filter 11 corresponding to only the pixel for B out of the respective pixels of the liquid crystal cell 8 is provided. In the case the light beams of wavelength G and B diffracted by the hologram 5 are condensed on the pixels for G and B of the liquid crystal cell 8, a part of other light beam of wavelength R, which is partially emitted to the adjacent pixel for B in addition to being condensed on the pixel for R, is absorbed by the color filter 11, because the light beams made incident on the hologram 5 are not the perfect parallel beams. Thus, the color purity is prevented from lowering.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー画像を表
示する液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device that displays a color image.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置においては、光源部からの
平行光をホログラムによって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各波長ごとに分光するとともに液晶表示パネル
（液晶表示素子）のＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する画素に
集光させることにより、光源部からの光の利用効率を高
めて、明るいカラー画像を表示するものが開発されてい
る。この液晶表示装置の液晶表示パネルは、一対の透明
な電極基板間に液晶を封入した液晶セルの入射側および
出射側にそれぞれ偏光板を設けた構造になっている。液
晶セルは、一対の電極基板間に形成された画素がドット
マトリックス状に多数配列されたものであり、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３色に対応する３画素が単位画素をなし、この単位
画素を周期的に配列した構造になっている。また、ホロ
グラムは、光源部からの平行光が一定の角度をもって入
射し、この入射した平行光をＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに
異なる回折角で回折して液晶セルのＲ、Ｇ、Ｂの各色に
対応する画素に向けて集光させるものであり、液晶セル
の単位画素に対応する単位ホログラムを周期的に配列し
た構造になっている。2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device, a hologram collimates parallel light from a light source for each wavelength of red (R), green (G) and blue (B), and a liquid crystal display panel (liquid crystal display element). In order to improve the utilization efficiency of the light from the light source unit and to display a bright color image, the light is condensed on the pixels corresponding to each of R, G, and B. The liquid crystal display panel of this liquid crystal display device has a structure in which polarizing plates are provided on the incident side and the emitting side of a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent electrode substrates. In the liquid crystal cell, a large number of pixels formed between a pair of electrode substrates are arranged in a dot matrix, and R, G,
Three pixels corresponding to the three colors B form a unit pixel, and the unit pixels are arranged periodically. Further, in the hologram, parallel light from the light source unit is incident at a constant angle, and the incident parallel light is diffracted at different diffraction angles for each wavelength of R, G, and B, and R, G, and B of the liquid crystal cell. The light is focused toward the pixels corresponding to the respective colors, and has a structure in which unit holograms corresponding to the unit pixels of the liquid crystal cell are periodically arranged.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような液晶表示装
置では、光源部からの平行光をホログラムに一定の角
度、例えばホログラムに対し約４０°の角度をもって入
射させる際、入射する光を完全な平行光としてホログラ
ムに入射させることができず、実際には±４°程度の幅
をもって入射することになる。このため、ホログラムに
よって回折されたＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光のうち、いず
れか１種類の波長（例えばＧ波長）の回折効率がピーク
になるように、その１種類の波長の光を液晶セルの対応
する色の画素（Ｇ用の画素）に集光させると、他の種類
の波長の光のうち、１種類の波長の光の一部（例えばＲ
波長の光またはＢ波長の光のいずれかの一部）、もしく
は２種類の波長の光の一部（例えばＲ波長の光とＢ波長
の光の両方の一部）が液晶セルの集光すべき画素から外
れて他の画素に入射することになり、これにより表示画
像の色純度が低下し、鮮明なカラー画像が得られないと
いう問題がある。In such a liquid crystal display device, when the parallel light from the light source is incident on the hologram at a constant angle, for example, about 40 ° to the hologram, the incident light is completely reflected. The collimated light cannot be made incident on the hologram, and is actually made incident with a width of about ± 4 °. For this reason, among the lights of the respective wavelengths of R, G, and B diffracted by the hologram, the light of one wavelength is selected so that the diffraction efficiency of any one wavelength (for example, G wavelength) becomes a peak. When condensed on the pixel of the corresponding color (pixel for G) of the liquid crystal cell, a part of the light of one kind of the wavelengths of other kinds of wavelengths (for example, R
(A part of either the wavelength light or the B wavelength light), or a part of the two kinds of wavelength light (for example, a part of both the R wavelength light and the B wavelength light) is condensed by the liquid crystal cell. Since the light is deviated from the proper pixel and is incident on another pixel, the color purity of the display image is deteriorated, and a clear color image cannot be obtained.

【０００４】この発明の課題は、ホログラムによって回
折された各波長の光が集光すべき画素以外の画素に向け
て集光されても、表示画像の色純度の低下を防ぎ、鮮明
なカラー画像を得ることができるようにすることであ
る。An object of the present invention is to prevent a reduction in color purity of a display image even when light of each wavelength diffracted by a hologram is condensed toward a pixel other than the pixel to be condensed, and to obtain a clear color image. Is to be able to get.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、光源部から
の光を平行光としてホログラムに入射させ、このホログ
ラムによって入射した平行光を各波長ごとに異なる回折
角で回折して、液晶表示素子の赤、緑、青の各色に対応
する画素に向けて集光させることにより、カラー画像を
表示する液晶表示装置において、液晶表示素子の各画素
のうち、赤、緑、青のいずれか１種類または２種類の各
画素のみに対応するカラーフィルタを備えたことを特徴
とするものである。したがって、この発明によれば、ホ
ログラムによって回折される赤、緑、青の各波長の光の
うち、いずれか１種類の波長の光をその回折効率がピー
クになるようにカラーフィルタのない液晶セルの対応す
る色の画素に集光させると、ホログラムに入射する光が
完全な平行光でなく、ある程度の幅をもった平行光であ
ることにより、ホログラムによって回折される他の波長
の光の一部が集光すべき画素以外の画素に向けて出射さ
れることになるが、このように他の波長の光の一部が他
の画素に向けて出射され、かつ入射しても、その光をカ
ラーフィルタによって吸収することができ、このため表
示画像の色純度の低下を防ぐことができ、鮮明なカラー
画像を得ることができる。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, light from a light source section is incident on a hologram as parallel light, and the parallel light incident on the hologram is diffracted at different diffraction angles for each wavelength to obtain a liquid crystal display element. In a liquid crystal display device that displays a color image by condensing the light toward pixels corresponding to the respective red, green, and blue colors, one of red, green, and blue of each pixel of the liquid crystal display element is displayed. Alternatively, a color filter corresponding to only two types of pixels is provided. Therefore, according to the present invention, a liquid crystal cell having no color filter so that the diffraction efficiency of light of any one of red, green, and blue wavelengths diffracted by the hologram becomes a peak. When it is focused on the pixels of the corresponding color of, the light incident on the hologram is not a perfect parallel light but a parallel light with a certain width, so that light of other wavelengths diffracted by the hologram The light will be emitted toward pixels other than the pixels to be focused, but even if some of the light of other wavelengths is emitted toward other pixels in this way, Can be absorbed by the color filter, so that the reduction in color purity of the display image can be prevented, and a clear color image can be obtained.

【０００６】[0006]

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照し
て、この発明を液晶プロジェクタに適用した一実施形態
について説明する。図１は液晶プロジェクタの全体構成
図である。この図において、１は光源部であり、放物曲
面などからなるリフレクタ２の焦点位置に光源３を配置
し、この光源３から発生した光をリフレクタ２によって
光軸４に平行な光として反射する構造になっている。こ
の光源部１の前方（反射側）にはホログラム５が光軸４
に対し所定角度傾斜して配置されており、このホログラ
ム５の出射側には液晶表示パネル６がホログラム５に対
し平行に配置されている。さらに、この液晶表示パネル
６の出射側には、液晶表示パネル６に表示された画像を
スクリーン（図示せず）に拡大投影する投影レンズ７が
配置されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal projector will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a liquid crystal projector. In this figure, reference numeral 1 denotes a light source unit, and a light source 3 is arranged at a focal position of a reflector 2 formed of a parabolic curved surface and the light generated from this light source 3 is reflected by the reflector 2 as light parallel to an optical axis 4. It is structured. A hologram 5 is provided on the front side (reflection side) of the light source unit 1 with an optical axis 4
On the exit side of the hologram 5, a liquid crystal display panel 6 is arranged parallel to the hologram 5. Further, on the exit side of the liquid crystal display panel 6, a projection lens 7 for enlarging and projecting an image displayed on the liquid crystal display panel 6 onto a screen (not shown) is arranged.

【０００７】液晶表示パネル６は、一対の透明な電極基
板間に液晶を封入した液晶セル８と、この液晶セル８の
入射側に設けられた入射側偏光板９と、液晶セル８の出
射側に設けられた出射側偏光板１０とから構成されてい
る。液晶セル８は、一対の電極基板間に形成される画素
がドットマトリックス状に多数配列されているととも
に、各画素間にブラックマトリックスＢＭが設けられ、
かつ入射側の電極基板の内面に図２に示すカラーフィル
タ１１が設けられた構造になっている。また、この液晶
セル８は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対応する３画素を１組と
し、この１組が単位画素を構成し、この単位画素が周期
的に配列されており、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素のサイズが約
４２μｍ、画素ピッチが約８８μｍ、ブラックマトリッ
クスＢＭの幅が約４６μｍに形成された構造になってい
る。カラーフィルタ１１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対応す
る各画素のうち、Ｂ用の画素のみに対応して設けられた
Ｂ色用のフィルタであり、入射側の電極基板の出射面、
つまり一対の電極基板間に形成された画素の入射側に設
けられており、他のＲ用およびＧ用の２種類の画素に対
応する個所には設けられていない構造になっている。な
お、入射側偏光板９は、ホログラム５から出射された光
のうち、特定偏光成分の光を選択して透過するものであ
る。出射側偏光板１０は、液晶セル８を透過した光のう
ち、特定偏光成分の光を選択して透過するものである。The liquid crystal display panel 6 includes a liquid crystal cell 8 in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent electrode substrates, an incident side polarization plate 9 provided on the incident side of the liquid crystal cell 8, and an emission side of the liquid crystal cell 8. And the output side polarization plate 10 provided in the. In the liquid crystal cell 8, a large number of pixels formed between a pair of electrode substrates are arranged in a dot matrix, and a black matrix BM is provided between each pixel.
The color filter 11 shown in FIG. 2 is provided on the inner surface of the incident side electrode substrate. Further, in the liquid crystal cell 8, one set of three pixels corresponding to three colors of R, G, and B constitutes a unit pixel, and the unit pixels are periodically arranged. The size of each pixel of G and B is about 42 μm, the pixel pitch is about 88 μm, and the width of the black matrix BM is about 46 μm. The color filter 11 is a filter for B color provided corresponding to only the pixel for B among the pixels corresponding to the three colors of R, G, and B, and the emission surface of the electrode substrate on the incident side,
That is, the structure is provided on the incident side of the pixel formed between the pair of electrode substrates, and is not provided at the locations corresponding to the other two types of pixels for R and G. The incident-side polarization plate 9 selects and transmits the light of a specific polarization component of the light emitted from the hologram 5. The emission side polarization plate 10 selects and transmits the light of a specific polarization component of the light transmitted through the liquid crystal cell 8.

【０００８】ホログラム５は、１つの回折格子でＲ、
Ｇ、Ｂのいずれの波長の光をも回折するとともに波長に
応じて異なる回折角で回折するものであり、図２に示す
ように、光源部１からの平行光が所定の角度（例えば、
４０°±４°）をもって入射し、この入射光を液晶セル
８の各色に対応する画素に向けて集光させる構造になっ
ている。すなわち、このホログラム５は、液晶セル８の
単位画素に対応する単位ホログラムを配列形成した構造
になっており、単位ホログラムは、その長さが約２６４
μｍで、回折格子のピッチｄが０．６８８〜１．１３２
μｍの範囲で形成され、Ｒ波長（λ＝０．６４μｍ）、
Ｇ波長（λ＝０．５５μｍ）、Ｂ波長（λ＝０．４６μ
ｍ）の各波長の光を液晶セル８の各色に対応する画素に
向けて集光させるように設定されている。また、このホ
ログラム５は、表示画像を明るくするために、回折する
Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長の光のうち、Ｇ波長の回折効率がピ
ークとなるように設定されている。すなわち、このホロ
グラム５は、Ｇ波長の光が液晶セル８のＧ用の画素を囲
むブラックマトリックスＢＭの領域内に集光するととも
に、Ｂ波長の光がＢ用の画素を囲むブラックマトリック
スＢＭの領域内に集光するように、液晶セル８の各画素
の入射面までの距離が約８５０μｍに設定されている。The hologram 5 has one diffraction grating R,
It diffracts light of any wavelength of G and B and diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength, and as shown in FIG. 2, the parallel light from the light source unit 1 has a predetermined angle (for example,
The light is incident at 40 ° ± 4 °) and the incident light is condensed toward the pixels of the liquid crystal cell 8 corresponding to each color. That is, the hologram 5 has a structure in which unit holograms corresponding to the unit pixels of the liquid crystal cell 8 are formed in an array, and the unit hologram has a length of about 264.
μm, the pitch d of the diffraction grating is 0.688 to 1.132.
formed in the range of Rm (λ = 0.64 μm),
G wavelength (λ = 0.55 μm), B wavelength (λ = 0.46 μm)
It is set so that the light of each wavelength of m) is condensed toward the pixel corresponding to each color of the liquid crystal cell 8. Further, this hologram 5 is set so that the diffraction efficiency of the G wavelength of the diffracted light of each of the R, G, and B wavelengths becomes a peak in order to brighten the display image. That is, in this hologram 5, the light of G wavelength is condensed in the area of the black matrix BM surrounding the pixel for G of the liquid crystal cell 8, and the light of B wavelength is the area of the black matrix BM surrounding the pixel for B. The distance to the incident surface of each pixel of the liquid crystal cell 8 is set to about 850 μm so that the light is condensed inside.

【０００９】このような液晶プロジェクタでは、図１に
示すように、光源３からの光がリフレクタ２で光軸４に
平行な光として反射され、この平行光がホログラム５に
所定の入射角度をもって入射し、この入射した光がホロ
グラム５によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回折
角で回折されて、それぞれ液晶表示パネル６の液晶セル
８の各色に対応する画素に向けて出射され、この出射さ
れた各波長ごとの光がまず入射側偏光板９に入射して特
定偏光成分の光が選択され、選択された特定偏光成分の
各波長の光が液晶セル８の各色に対応する画素を透過
し、この透過した光が出射側偏光板１０に入射して特定
偏光成分の光が選択され、この選択された特定偏光成分
の各波長の光が投影レンズ７によってスクリーンにカラ
ー画像として拡大投影される。In such a liquid crystal projector, as shown in FIG. 1, the light from the light source 3 is reflected by the reflector 2 as light parallel to the optical axis 4, and the parallel light is incident on the hologram 5 at a predetermined incident angle. Then, the incident light is diffracted by the hologram 5 at different diffraction angles for the respective wavelengths of R, G, B, and is emitted toward the pixels corresponding to the respective colors of the liquid crystal cell 8 of the liquid crystal display panel 6, respectively. The emitted light of each wavelength first enters the incident side polarization plate 9 to select the light of the specific polarization component, and the light of each wavelength of the selected specific polarization component is applied to the pixel corresponding to each color of the liquid crystal cell 8. The transmitted light is incident on the exit side polarizing plate 10 to select the light of the specific polarization component, and the light of each wavelength of the selected specific polarization component is enlarged and projected as a color image on the screen by the projection lens 7. It is.

【００１０】ところで、この液晶プロジェクタでは、光
源部１からの平行光がホログラム５に所定の入射角度
（約４０°の角度）をもって入射するのであるが、完全
な平行光ではなく、±４°の幅をもって入射する。この
ため、ホログラム５に入射した光が図２に示すようにホ
ログラム５によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異なる回
折角で回折されて、それぞれ液晶セル８の各色に対応す
る画素に向けて出射される際には、Ｇ波長の光は液晶セ
ル８のＧ用の画素を囲むブラックマトリックスＢＭの領
域内に向けて出射されるとともに、Ｂ波長の光はＢ用の
画素を囲むブラックマトリックスＢＭの領域内に向けて
出射されることになるが、Ｒ波長の光はそのほとんどが
Ｒ用の画素を囲むブラックマトリックスＢＭの領域内に
向けて出射されるとともに、その一部の光がその領域以
外のＢ用の画素に向けて出射されることになる。このた
め、Ｇ波長およびＢ波長の各光はそれぞれ対応する色用
の画素に入射して透過するが、Ｒ波長の光はそのほとん
どがＲ用の画素に入射しても、その一部の光が隣接する
Ｂ用の画素に入射することになる。しかし、このように
Ｒ波長の一部の光が隣接するＢ用の画素に入射する際に
は、このＢ用の画素に対応して設けられたカラーフィル
タ１１に入射するため、このカラーフィルタ１１によっ
てＲ波長の光が吸収される。したがって、液晶セル８の
各画素を透過した光は、各画素の色に応じた波長の光だ
けが透過することになり、このため表示画像の色純度が
高く、鮮明なカラー画像を得ることができる。By the way, in this liquid crystal projector, the parallel light from the light source 1 is incident on the hologram 5 at a predetermined incident angle (angle of about 40 °), but it is not a perfect parallel light but ± 4 °. Incident with a width. Therefore, as shown in FIG. 2, the light incident on the hologram 5 is diffracted by the hologram 5 at different diffraction angles for each wavelength of R, G, and B, and is directed toward the pixels corresponding to the respective colors of the liquid crystal cell 8. When emitted, the G wavelength light is emitted into the area of the black matrix BM surrounding the G pixel of the liquid crystal cell 8, and the B wavelength light is emitted into the black matrix BM surrounding the B pixel. However, most of the R wavelength light is emitted into the area of the black matrix BM surrounding the R pixels, and a part of the light is emitted into that area. The light is emitted toward the B pixels other than the above. Therefore, the G wavelength light and the B wavelength light are incident on and transmitted through the corresponding color pixels, but the R wavelength light is partially incident on the R pixel even if most of the R wavelength light is incident on the R pixel. Will be incident on the adjacent B pixel. However, when a part of the R wavelength light is incident on the adjacent B pixel, the color filter 11 provided corresponding to the B pixel is incident on the color filter 11. The light of R wavelength is absorbed by. Therefore, the light transmitted through each pixel of the liquid crystal cell 8 is only the light having the wavelength corresponding to the color of each pixel, and therefore the color purity of the display image is high and a clear color image can be obtained. it can.

【００１１】また、この液晶プロジェクタでは、液晶セ
ル８の入射側の電極基板の内面、つまり各画素の入射側
面に、Ｂ用の画素に対応するＢ用のカラーフィルタ１１
のみを形成するだけでよいので、製造工程が簡単とな
り、液晶セル８の低価格化を図ることができる。すなわ
ち、従来、一般に用いられている液晶セルのカラーフィ
ルタはＲ、Ｇ、Ｂの３色からなっており、このようなカ
ラーフィルタを形成する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラ
ーフィルタを１種類づつ順番に形成しなければならな
い。例えば、Ｒ用のフィルタを形成する場合には、ま
ず、Ｒ用のフィルタ材料を入射側の電極基板の内面全体
に設け、このＲ用のフィルタ材料をフォトリソグラフィ
法によりエッチングしてＲ用のフィルタ材料の不要な部
分を除去することにより、Ｒ用の画素に対応するＲ用の
フィルタを形成する。これと同様に、Ｇ用、Ｂ用の各カ
ラーフィルタを順次形成しなければならない。しかし、
この実施形態では、Ｂ用のカラーフィルタ１１のみを形
成するだけであるから、上述したように、カラーフィル
タ１１の製造が非常に簡単になる。In this liquid crystal projector, the color filter 11 for B corresponding to the pixel for B is provided on the inner surface of the electrode substrate on the incident side of the liquid crystal cell 8, that is, the incident side surface of each pixel.
Since it is only necessary to form only the liquid crystal cell 8, the manufacturing process can be simplified and the cost of the liquid crystal cell 8 can be reduced. That is, a color filter of a liquid crystal cell which has been generally used in the past is composed of three colors of R, G and B. When such a color filter is formed, each color filter of R, G and B is used. They must be formed one by one in order. For example, when forming a filter for R, first, a filter material for R is provided on the entire inner surface of the electrode substrate on the incident side, and the filter material for R is etched by a photolithography method to filter for R. By removing an unnecessary portion of the material, an R filter corresponding to the R pixel is formed. Similarly, the G and B color filters must be sequentially formed. But,
In this embodiment, since only the B color filter 11 is formed, the manufacture of the color filter 11 is very simple as described above.

【００１２】なお、上記実施形態では、ホログラム５で
回折したＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光のうち、Ｇ波長の光が
液晶セル８のＧ用の画素を囲むブラックマトリックスＢ
Ｍの領域内に集光するとともに、Ｂ波長の光がＢ用の画
素を囲むブラックマトリックスＢＭの領域内に集光する
ように、ホログラム５から液晶セル８の各画素の入射面
までの距離を約８５０μｍに設定したが、これに限ら
ず、例えば図３に示すように、少なくともＧ波長の光の
みが液晶セル８のＧ用の画素を囲むブラックマトリック
スＢＭの領域内に集光するように、ホログラム５から液
晶セル８の各画素の入射面までの距離を約８８０μｍに
設定しても良い。この場合には、図３に示すように、液
晶セル８のＲ用の画素以外のＧ用およびＢ用の各画素に
対応させてカラーフィルタ１２を設ければ良い。すなわ
ち、このカラーフィルタ１２は、Ｇ用の画素に対応する
Ｇ用のフィルタとＢ用の画素に対応するＢ用のフィルタ
とからなっている。In the above embodiment, of the R, G and B wavelengths diffracted by the hologram 5, the G wavelength light surrounds the G pixel of the liquid crystal cell 8 in the black matrix B.
The distance from the hologram 5 to the incident surface of each pixel of the liquid crystal cell 8 is adjusted so that the light of the B wavelength is condensed in the area of the black matrix BM surrounding the pixel for B while condensing in the area of M. Although it is set to about 850 μm, the present invention is not limited to this and, for example, as shown in FIG. 3, only light of at least the G wavelength is condensed in the region of the black matrix BM surrounding the G pixel of the liquid crystal cell 8, The distance from the hologram 5 to the incident surface of each pixel of the liquid crystal cell 8 may be set to about 880 μm. In this case, as shown in FIG. 3, the color filter 12 may be provided corresponding to each of the G and B pixels other than the R pixel of the liquid crystal cell 8. That is, the color filter 12 includes a G filter corresponding to the G pixel and a B filter corresponding to the B pixel.

【００１３】このような液晶プロジェクタでは、約４０
°の角度でホログラム５に入射した光が図３に示すよう
にホログラム５によってＲ、Ｇ、Ｂの各波長ごとに異な
る回折角で回折されて、それぞれ液晶セル８の各色に対
応する画素に向けて出射される際には、ホログラム５に
入射する光が完全な平行光でなく、±４°の幅をもった
平行光であるから、Ｇ波長の光を液晶セル８のＧ用の画
素を囲むブラックマトリックスＢＭの領域内に向けて出
射すると、Ｂ波長の光はそのほとんどがＢ用の画素を囲
むブラックマトリックスＢＭの領域内に向けて出射され
るが、その一部の光がその領域以外のＧ用に画素に向け
て出射されることになり、Ｒ波長の光はそのほとんどが
Ｒ用の画素を囲むブラックマトリックスＢＭの領域内に
向けて出射されるが、その一部の光がその領域以外のＢ
用に画素に向けて出射されることになる。このため、Ｇ
波長の光は対応するＧ用の画素に入射して透過するが、
Ｂ波長およびＲ波長の各光はそのほとんどがそれぞれＢ
用およびＲ用の各画素に入射しても、これらの各一部の
光が隣接するＧ用およびＢ用の各画素に入射することに
なる。しかし、このようにＢ波長およびＲ波長の各一部
の光が隣接するＧ用およびＢ用の各画素に入射する際に
は、上述した実施形態と同様、これらＧ用およびＢ用の
各画素に対応して設けられたカラーフィルタ１２によっ
てＢ波長およびＲ波長の各光を吸収することができる。In such a liquid crystal projector, about 40
Light incident on the hologram 5 at an angle of ° is diffracted by the hologram 5 at different diffraction angles for each wavelength of R, G, and B as shown in FIG. 3, and is directed to the pixels corresponding to each color of the liquid crystal cell 8. Since the light incident on the hologram 5 is not a perfect parallel light but a parallel light having a width of ± 4 ° when it is emitted, the light of the G wavelength is transmitted to the G pixel of the liquid crystal cell 8. When light is emitted toward the area of the surrounding black matrix BM, most of the B wavelength light is emitted toward the area of the black matrix BM surrounding the pixels for B, but a part of the light is outside the area. Most of the R wavelength light is emitted toward the area of the black matrix BM surrounding the R pixel, but a part of the light is emitted toward the pixel for G. B other than area
Will be emitted toward the pixel for use. Therefore, G
The light of the wavelength is incident on the corresponding G pixel and is transmitted,
Most of the B and R wavelength lights are B
Even if it is incident on each pixel for R and R, a part of these lights is incident on each adjacent pixel for G and B. However, when a part of the light of B wavelength and the light of R wavelength are incident on the adjacent pixels for G and B, the pixels for G and B are similar to the above-described embodiment. The light of B wavelength and R wavelength can be absorbed by the color filter 12 provided corresponding to.

【００１４】したがって、このような液晶プロジェクタ
でも、液晶セル８の各画素を透過した光は、各画素の色
に応じた波長の光だけが透過することになり、表示画像
の色純度が高く、鮮明なカラー画像を得ることができる
とともに、従来の一般的なカラーフィルタのようにＲ、
Ｇ、Ｂの３種類で構成する必要なく、Ｇ、Ｂの２種類で
構成するばよいので、従来の液晶セルに比べて製造工程
が簡単となり、低価格なものを得ることができる。Therefore, even in such a liquid crystal projector, the light transmitted through each pixel of the liquid crystal cell 8 is only the light having the wavelength corresponding to the color of each pixel, and the color purity of the display image is high. A sharp color image can be obtained, and R, like a conventional general color filter,
Since it is not necessary to use three types of G and B, and it is sufficient to use two types of G and B, the manufacturing process is simpler and the cost is lower than that of the conventional liquid crystal cell.

【００１５】また、上記実施形態では、液晶セル８の入
射側の電極基板の内面、つまり各画素の入射側面にカラ
ーフィルタ１１または１２を形成したが、これに限ら
ず、液晶セル８の出射側の電極基板の内面、つまり各画
素の出射側面に設けても、同様の効果を得ることができ
る。また、上記実施形態では、液晶表示素子である液晶
表示パネル６の入射側偏光板９をホログラム５の出射側
に配置した場合について述べたが、必ずしもホログラム
５の出射側に設ける必要はなく、ホログラム５の入射側
に配置しても良い。この場合には、光源部１の光軸４に
対し垂直に配置すれば良い。また、上記実施形態では、
光源部１が平行光を出射する構造になっているが、これ
に限らず、収束光または発散光を出射する構造でも良
い。この場合には、光源部からの光をフレネルレンズや
ホログラムなどの光学素子によって平行光に変換してホ
ログラム５に入射させれば良い。さらに、上記実施形態
では、液晶プロジェクタに適用した場合について述べた
が、これに限らず、例えば液晶表示パネル８に表示され
た画像を観察者が直接観察する液晶ディスプレイなどの
液晶表示装置にも適用することができる。Further, in the above embodiment, the color filters 11 or 12 are formed on the inner surface of the electrode substrate on the incident side of the liquid crystal cell 8, that is, on the incident side surface of each pixel, but the invention is not limited to this, and the emission side of the liquid crystal cell 8 is not limited to this. Even if it is provided on the inner surface of the electrode substrate, that is, on the emission side surface of each pixel, the same effect can be obtained. Further, in the above-described embodiment, the case where the incident side polarization plate 9 of the liquid crystal display panel 6 which is a liquid crystal display element is arranged on the emission side of the hologram 5 is not necessarily provided on the emission side of the hologram 5. It may be arranged on the incident side of No. 5. In this case, it may be arranged perpendicular to the optical axis 4 of the light source unit 1. In the above embodiment,
Although the light source unit 1 has a structure that emits parallel light, it is not limited to this and may have a structure that emits convergent light or divergent light. In this case, the light from the light source section may be converted into parallel light by an optical element such as a Fresnel lens or a hologram, and may be incident on the hologram 5. Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the liquid crystal projector is described, but the present invention is not limited to this, and is also applied to a liquid crystal display device such as a liquid crystal display in which an observer directly observes an image displayed on the liquid crystal display panel 8. can do.

【００１６】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光源部からの光を平行光としてホログラムに入射さ
せ、このホログラムによって入射した平行光を各波長ご
とに異なる回折角で回折して、液晶表示素子の赤、緑、
青の各色に対応する画素に向けて集光させることによ
り、カラー画像を表示する液晶表示装置において、液晶
表示素子の各画素のうち、赤、緑、青のいずれか１種類
または２種類の各画素のみに対応するカラーフィルタを
備えたから、ホログラムによって回折される赤、緑、青
の各波長の光のうち、いずれか１種類の波長の光をその
回折効率がピークになるようにカラーフィルタのない液
晶セルの対応する色の画素に集光させると、ホログラム
に入射する光が完全な平行光でないことにより、ホログ
ラムによって回折される他の波長の光の一部が集光すべ
き画素以外の画素に向けて出射されても、その一部の光
をカラーフィルタによって吸収することができ、このた
め表示画像の色純度が低下することがなく、鮮明なカラ
ー画像を得ることができ、しかも液晶表示素子の画素に
対応するカラーフィルタが赤、緑、青のいずれか１種類
または２種類のみであるから、従来のような３種類の構
造のものに比べて製造が簡単となり、低価格なものを得
ることができる。As described above, according to the present invention, the light from the light source is incident on the hologram as parallel light, and the parallel light incident by this hologram is diffracted at different diffraction angles for each wavelength. , Liquid crystal display element red, green,
In a liquid crystal display device that displays a color image by condensing light toward pixels corresponding to each color of blue, one or two kinds of red, green, and blue of each pixel of the liquid crystal display element are selected. Since the color filter corresponding to only the pixel is provided, the light of any one of the wavelengths of red, green, and blue that is diffracted by the hologram is adjusted by the color filter so that the diffraction efficiency reaches a peak. When the light is incident on the corresponding color pixel of the liquid crystal cell, the light incident on the hologram is not a perfect parallel light. Even if the light is emitted toward the pixel, a part of the light can be absorbed by the color filter, so that a clear color image can be obtained without lowering the color purity of the display image. Moreover, since the color filters corresponding to the pixels of the liquid crystal display element are only one or two of red, green, and blue, the manufacturing is simpler than that of the conventional three types of structure, You can get a low price.

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

【図１】この発明を液晶プロジェクタに適用した一実施
形態の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal projector.

【図２】図１のホログラムから液晶セルの各画素までの
光路状態を示す概念図。2 is a conceptual diagram showing an optical path state from the hologram of FIG. 1 to each pixel of a liquid crystal cell.

【図３】他の実施形態におけるホログラムから液晶セル
の各画素までの光路状態を示す概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an optical path state from a hologram to each pixel of a liquid crystal cell in another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光源部 ５ ホログラム ６ 液晶表示パネル ８ 液晶セル １１、１２ カラーフィルタ 1 Light Source 5 Hologram 6 Liquid Crystal Display Panel 8 Liquid Crystal Cell 11, 12 Color Filter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】光源部からの光を平行光としてホログラム
に入射させ、このホログラムによって入射した平行光を
各波長ごとに異なる回折角で回折して、液晶表示素子の
赤、緑、青の各色に対応する画素に向けて集光させるこ
とにより、カラー画像を表示する液晶表示装置におい
て、 前記液晶表示素子の各画素のうち、赤、緑、青のいずれ
か１種類または２種類の各画素のみに対応するカラーフ
ィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。1. Light from a light source unit is made incident on a hologram as parallel light, and the parallel light made incident by this hologram is diffracted at different diffraction angles for each wavelength to obtain each color of red, green and blue of a liquid crystal display element. In a liquid crystal display device that displays a color image by condensing light toward a pixel corresponding to the above, among the pixels of the liquid crystal display element, only one type or two types of each pixel of red, green, and blue is provided. A liquid crystal display device comprising a color filter corresponding to. 【請求項２】前記カラーフィルタは、前記液晶表示素子
の各画素の入射側または出射側に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color filter is provided on an incident side or an emitting side of each pixel of the liquid crystal display element.