(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、光源から観察位置に至る光路中に、前記ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したことを特徴とするホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置。
【請求項２】
カラー液晶表示装置に表示した画像を投影光学系によりスクリーン上に拡大投影して表示する液晶投影表示装置において、前記カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、光源からスクリーンに至る光路中に、前記ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したことを特徴とするホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項３】
光源からスクリーンに至る光路中に、４３０ｎｍ以下の波長の透過率が５％以下の短波長カットフィルターを配置したことを特徴とする請求項２記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項４】
光源からスクリーンに至る光路中に、６６０ｎｍ以上の波長の透過率が５％以下の長波長カットフィルターを配置したことを特徴とする請求項２又は３記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項５】
光源からスクリーンに至る光路中に、波長４９０ｎｍ〜５１０ｎｍの間の波長の透過率が５％以下の帯域カットフィルターを配置したことを特徴とする請求項２、３又は４記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項６】
光源からスクリーンに至る光路中に、波長５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの間の波長の透過率が５％以下の帯域カットフィルターを配置したことを特徴とする請求項２、３、４又は５記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項７】
前記帯域カットフィルターが、ホログラム型の反射フィルターであることを特徴とする請求項５又は６記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【請求項８】
前記ホログラムを前記カラー液晶表示装置の入射側の偏光板より光源側に配置したことを特徴とする請求項２から７の何れか１項記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置に関し、特に、照明光の利用効率を大幅に向上させ、色再現性が良く、忠実にカラー映像を表示できる液晶表示装置及び液晶投影表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、顔料、染料等による吸収カラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライトは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけでは、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に下記に示す理由があげられる。
【０００３】
▲１▼各色のセル以外のブラック・マトリックスが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄になる。
▲２▼各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限されてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしまう。
▲３▼カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
【０００４】
このような問題を解決すべく、図８に示すように、例えばマイクロレンズアレー２をカラーフィルター１の前面に設置し、白色光のバックライト３をそれぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるようにすることにより、バックライト３の利用効率を上げる方法が従来より知られている。なお、図８において、符号４はカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ間に設けられたブラック・マトリックスを示す。
【０００５】
しかしながら、この方法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ分光して照射することはできないために、上記▲２▼に示す問題の解決はできない。
【０００６】
さらに、このようなカラーフィルターを用いずに、ダイクロイックミラー３枚とマイクロレンズアレーを用いて、光の利用効率を向上させた液晶プロジェクターが特開平４−６０５３８号において提案されている。この場合、上記のような顔料、染料等による吸収カラーフィルターが不要になり、上記の▲１▼〜▲３▼の問題が解決され、カラー映像の輝度は向上するが、３枚のダイクロイックミラーを必要とするため、光学系・装置が大きくなり嵩張ってしまう。また、コストも高いものになってしまう問題がある。
【０００７】
このような状況に鑑み、本出願人は、特願平５−１２１７０号等において、液晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させるために、ホログラムを利用したカラーフィルターを用いた液晶表示装置を提案した。
【０００８】
さらに、このようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置を投影型に変更して、スクリーン上で明るいカラー映像を表示する液晶投影表示装置も、特願平５−２４２２９２号等において提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置を投影装置用として用いた場合、ホログラムカラーフィルターで回折された光の一部が、対応する色を表示する液晶セルでなく、それに隣接する別の色を表示すべき液晶セルに入射してしまい、液晶表示装置に表示されるカラー映像が忠実に色再現されて投影されないおそれがあることが発見された。
【００１０】
さらに、このようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置に色再現性良くカラー表示するために求められるバックライトの平行度の条件、画像を明瞭で忠実に再現するためのホログラムカラーフィルターと液晶表示装置の偏光板との配置関係、さらには、バックライト利用効率のより高い一様な干渉縞からなるホログラムの構造等についての検討も行われるべきである。
【００１１】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明光の利用効率を大幅に向上させ、色再現性が良く忠実にカラー映像を表示できるホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置は、カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、光源から観察位置に至る光路中に、前記ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成する本発明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置は、カラー液晶表示装置に表示した画像を投影光学系によりスクリーン上に拡大投影して表示する液晶投影表示装置において、前記カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、光源からスクリーンに至る光路中に、前記ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、光源からスクリーンに至る光路中に、４３０ｎｍ以下の波長の透過率が５％以下の短波長カットフィルター、６６０ｎｍ以上の波長の透過率が５％以下の長波長カットフィルター、波長４９０ｎｍ〜５１０ｎｍの間の波長の透過率が５％以下の帯域カットフィルター、あるいは、波長５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの間の波長の透過率が５％以下の帯域カットフィルターの何れかを配置することが望ましい。
【００１５】
なお、帯域カットフィルターとしては、ホログラム型の反射フィルターを用いることができる。
【００１６】
また、ホログラムをカラー液晶表示装置の入射側の偏光板より光源側に配置することが望ましい。
【００２０】
【作用】
本発明においては、カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、光源から観察位置、あるいは、光源からスクリーンに至る光路中に、ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したので、投影装置の照明光の利用効率を大幅に向上させ、青色と赤色のクロストーク等を防止し、色再現性が良く忠実にカラー映像を投影表示することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置を実施例に基づいて説明する。
まず、図１の断面図を参照にして本発明において用いる第１の液晶表示装置について説明する。同図において、規則的に液晶セル６′（画素）に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射側に第１の形態のカラーフィルターを構成するホログラムアレー５が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子６の両側に配置される。
【００２２】
ホログラムアレー５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラム５′は液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′各組に整列して各々１個ずつ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバックライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラム５′に対応する３つの分色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの中心の液晶セルＧ上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に形成されているものである。そして、微小ホログラム５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを回折し、他の波長は回折しないタイプのものではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するものを意味し、この回折効率の波長依存性が少ない回折格子は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
【００２３】
このような構成であるので、ホログラムアレー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラムアレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレー５を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表示素子６との距離等の種々の条件により定まるものである。
【００２４】
このように、ホログラムアレー５をカラーフィルターとして用いることにより、従来のカラーフィルター用バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セル６′へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に向上させることができる。
【００２５】
次に、図２の同様の断面図を参照にして本発明において用いる第２の液晶表示装置について説明する。同図において、規則的に液晶セル６′（画素）に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射側に第２の形態のカラーフィルター１０が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子６の両側に配置される。
【００２６】
第２形態のカラーフィルター１０は、ホログラム７とマイクロレンズアレー８とからなり、マイクロレンズアレー８を構成するマイクロレンズ８′は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置されている。また、ホログラム７は、回折格子の作用をする一様な干渉縞からなり、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。
【００２７】
このような構成であるので、ホログラム７の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に依存して異なる角度で回折され、ホログラム７の射出側に分散される。ホログラム７の入射側又は出射側に配置されたマイクロレンズ８′により、この分散された光は、その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、カラーフィルター１０を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。なお、ホログラム７へのバックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホログラム７の厚み、ホログラム７と液晶表示素子６との距離等の種々の条件により定まるものである。
【００２８】
このような配置において、ホログラム７として、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができるため、ホログラム７をマイクロレンズアレー８の各マイクロレンズ８′と位置合わせする必要がない点、及び、マイクロレンズアレー８のピッチが図８の従来の場合の３倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長がある。
【００２９】
さて、本発明においては、図１又は図２に示したような構成のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置をそのまま、あるいは、投影表示用の空間光変調素子として利用する。図３は、この空間光変調素子として図１の構成のカラー液晶表示装置１１を用いて液晶投影表示装置を構成する場合の断面図であり、図２の液晶表示装置を用いる場合も同様に構成できる。なお、この図においては、液晶表示素子６の両側に近接して配置される液晶表示装置用の偏光板１２、１３が図示されており、その入射側の偏光板１２は、ホログラムアレー５と液晶表示素子６との間に配置されている。そして、このカラー液晶表示装置１１は、例えばメタルハライドランプ１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置１４からの白色の平行なバックライト３によって照明され、カラー液晶表示装置１１で変調された表示像は、液晶表示装置１１の近傍に配置されたフィールドレンズ１７を経て、投影レンズ１８により拡大されてスクリーン１９上に拡大結像され、明るい投影像を得ることができる。
【００３０】
ここで、液晶表示装置用の入射側の偏光板１２は、理論的にはホログラムアレー５の入射側に配置してもよいが、実際には、ホログラムアレー５にはその材料（フォトポリマー等）に起因する複屈折性があるため、偏光板１２、ホログラムアレー５を順に経た照明光は、直線偏光でなく楕円偏光になってしまうため、ツイストネマチック液晶等を透明電極で挟んでなる液晶表示素子６を透過して偏光板１３を透過した後の状態において、所望の変調を与えることができなくなるおそれがある。したがって、図３のように、偏光板１２は、ホログラムアレー５と液晶表示素子６の間に配置するのが望ましい。
【００３１】
また、フィールドレンズ１７を液晶表示装置１１出射側近傍に配置するのは、次のような理由による。すなわち、ホログラムアレー５で分光され、液晶表示素子６を透過したＲ、Ｇ、Ｂの光は、図３に破線で示すような方向に出射する。ホログラムアレー５により回折分光される光の分散角（図１のα）は±１５°以下程度であるので、図から明らかなように、フィールドレンズ１７を配置しない場合、液晶表示素子６の上端近傍から出たＢの光は投影レンズ１８に入射せず、液晶表示装置１１の表示像のスクリーン１９上での結像に寄与しない。一方、液晶表示素子６の下端近傍から出たＲの光も投影レンズ１８に入射せず、同様に液晶表示装置１１の表示像の結像に寄与しない。したがって、スクリーン１９の上端近傍での投影像は青味をおび、スクリーン１９の下端近傍での投影像は赤味をおびることになってしまい、色ムラにより忠実なカラー映像の再現ができないおそれが生じる。これに対して、図３に示すように、フィールドレンズ１７を液晶表示装置１１出射側直後に配置すると、図３に破線で示す方向に出射したＲ、Ｇ、Ｂの光はそれぞれ実線で示したようにフィールドレンズ１７で光軸方向に曲げられ、液晶表示素子６の上端近傍から出たＢの光、その下端近傍から出たＲの光も全て投影レンズ１８に入射して投影像の結像に寄与するようになるため、スクリーン１９の上下端近傍でも投影像が青味、赤味をおびることはなくなり、色ムラは生じない。また、フィールドレンズ１７を配置したことにより、投影像の結像に寄与する光量も増加するので、照明光の利用効率がさらに向上する。
【００３２】
もちろん、若干の色ムラを許容する場合は、フィールドレンズ１７は省いてもよい。
【００３３】
なお、フィールドレンズ１７としては、少なくともホログラムアレー５による回折方向すなわち図３の紙面内に正屈折力を有するシリンドリカルレンズ、図３の紙面内の正屈折力が紙面に垂直方向の正屈折力より大きいトーリックレンズ、軸対称正レンズ、これらの何れかの機能を有するフレネルレンズの何れを用いてもよい。また、ホログラムアレー５により回折分光される光の分散角αが±１５°程度以上であると、その分散された光を全て投影レンズ１８に入射させるようにするには、過大に大きな開口数のフィールドレンズ１７が必要になるため、現実的ではない。したがって、ホログラムアレー５の分散角を±１５°以下に設定することが重要である。
なお、図３の液晶表示装置１１として図２に示すカラー液晶表示装置を用いてもよいことはもちろんである。
【００３４】
ところで、図１の液晶表示素子６を背面側から見ると画素の並びは図４のようになっている。ただし、図４は１列の画素の並びのみを示してある。画素開口２０は、例えば縦６５μｍ、横２４０μｍの寸法を有し、縦方向に３５μｍ、横方向に６０μｍのブラック・マトリックス４を挟んで縦横方向に例えば碁盤目状に規則的に並んでいる。それらの画素開口２０は、図示のように、分光方向に赤を表示すべき分色画素Ｒ、緑を表示すべき分色画素Ｇ、青を表示すべき分色画素Ｂの順で繰り返し規則的に並んでいる。そして、ホログラムアレー５により分光されたＲの光２１、Ｇの光２２、Ｂの光２３もそれぞれ対応する色の分色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの画素開口２０上の縦長領域に集光するが、図のように、例えばＢの光２３が、青を表示すべき分色画素Ｂのみでなく、隣接する赤を表示すべき分色画素Ｒの画素開口２０に達する場合がある。これは、ホログラムアレー５の分光特性自身に原因がある場合と、バックライト３の平行度に原因がある場合とがある。すなわち、ホログラムアレー５の分光特性から、分光光２１〜２３の分布が必然的に図４のようになる場合と、バックライト３の平行度が悪く、分光光２１〜２３の分布が理論値より広がり、隣接する対応しない色の分色画素に入射してしまう場合とである。何れにしてもこのような表示色のクロストークがあると、表示色が濁ってしまい、忠実なカラー映像表示ができない。
【００３５】
例えば、図５は図４の場合に、赤を表示すべき分色画素Ｒ、緑を表示すべき分色画素Ｇ、青を表示すべき分色画素Ｂにそれぞれ入射する光Ｒ、Ｇ、Ｂの波長分布を示したものである。図から明らかなように、赤を表示すべき分色画素Ｒに入射する光Ｒの波長分布は、赤の波長のみならず、青の波長帯に小さなピークを有する。このピークは分光されたＢの光２３がこの分色画素Ｒに入射したことによる。そこで、この例の場合、図６に示すように、４３０ｎｍ以下の波長の透過率が５％以下の短波長カットフィルターを、図３のランプ１５からスクリーン１９に至る光路の何れかの位置に挿入することにより、このような本来青を表示すべき分色画素Ｂに入射すべき光が隣接する分色画素Ｒに入射することにより起こる色のクロストークを防止し、忠実なカラー映像表示が可能になる。
【００３６】
なお、以上は、青を表示すべき分色画素Ｂに入射すべき光が隣接する分色画素Ｒに入射することにより起こる青色と赤色のクロストーク防止のために、４３０ｎｍ以下の波長の透過率が５％以下の短波長カットフィルターを用いたが、同様の理由で、赤を表示すべき分色画素Ｒに入射すべき光が隣接する分色画素Ｂに入射することにより、青色と赤色のクロストークが起こり得る。このクロストークを防止するためには、６６０ｎｍ以上の波長の透過率が５％以下の長波長カットフィルターを図３のランプ１５からスクリーン１９に至る光路の何れかの位置に挿入するようにすればよい。
【００３７】
さらに、図４の場合、同様の理由で、分色画素ＢとＧの間、ＧとＲの間で相互の色のクロストークが起こる可能性もある。ＢとＧのクロストークを防止するには、波長４９０ｎｍ〜５１０ｎｍの間の光をカットする帯域カットフィルターを図３のランプ１５からスクリーン１９に至る光路の何れかの位置に挿入するようにすればよく、また、ＧとＲのクロストークを防止するには、波長５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの間の光をカットする帯域カットフィルターを図３のランプ１５からスクリーン１９に至る光路の何れかの位置に挿入するようにすればよい。なお、このような所望の帯域の光をカットするフィルターとしては、例えば、リップマンホログラム（体積ホログラム）によるホログラム型の反射フィルターを用いることができる。このフィルターは、フォトポリマー等の体積型ホログラム記録媒体中に反対方向から可干渉光を入射させて一定間隔のブラグ格子を記録してなるもので、その格子間隔で決まる所定波長の光のみを反射して入射光からその波長の光を取り除くものである。
【００３８】
また、以上の短波長カットフィルター、長波長カットフィルター、帯域カットフィルターの２つ以上を組み合わせて用いると、さらに色再現性が良くなる。
【００３９】
なお、以上のような各種フィルターを用いる場合でも、バックライト３の平行度が悪化してその進行方向に対して±６°以内の成分が８０％以下になると、ホログラムアレー５で回折された光の方向が大きく乱れ、色のクロストークをこれらフィルターで十分に防止できなくなる。したがって、バックライト３の平行度としては、その進行方向に対して±６°以内の成分が８０％以上あることが必要である。
【００４０】
さて、カラー液晶表示装置１１に用いるカラーフィルターとして、図２のような一様な干渉縞からなり回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない透過型ホログラム７とマイクロレンズアレー８とからなるカラーフィルター１０を用いる場合、ホログラム７として、図７に示すように、ブレーズド・ホログラフィック回折格子７′に構成されたレリーフ型ホログラムを用いると、特定の次数、例えば＋１次にのみ回折光を集中させることができるので、より明るいカラー投影像を形成することができる。
【００４１】
なお、このようなブレーズド・ホログラフィック回折格子７′を作成するには、例えば特公昭５５−４０８４６号に記載の方法により、ホログラフィックにフォトレジスト表面にレリーフ回折格子を形成し、その格子に垂直で回折格子面に斜めの方向からイオンビームを入射させ、反応性イオンビームエッチングによりレリーフ格子の畝の片面を平らにカットすることによりマスターを作成し、それを射出成形等により複製して製作すればよい。
【００４２】
以上、本発明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置によると、カラー液晶表示装置のカラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、光源から観察位置、あるいは、光源からスクリーンに至る光路中に、ホログラムで分光された赤色、緑色、青色の光が隣接する分色画素に入射することにより起こるクロストークによって赤色、緑色、青色の少なくとも１色を濁らせる波長域の透過率が５％以下のカットフィルターを配置したので、投影装置の照明光の利用効率を大幅に向上させ、青色と赤色のクロストーク等を防止し、色再現性が良く忠実にカラー映像を投影表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１形態のホログラムカラーフィルターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】第２形態のホログラムカラーフィルターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明による液晶投影表示装置の１例の構成を示す断面図である。
【図４】画素の並びを示すために図１の液晶表示素子を背面側から見た図である。
【図５】各分色画素に入射する光の波長分布の一例を示す図である。
【図６】短波長カットフィルターの透過率特性の一例を示す図である。
【図７】図２のホログラムとしてブレーズド・ホログラフィック回折格子を用いたもの要部断面図である。
【図８】従来の液晶表示装置の照明方法を説明するための図である。
【符号の説明】
３…バックライト
４…ブラック・マトリックス
５…ホログラムアレー（カラーフィルター）
５′…微小ホログラム
６…液晶表示素子
６′…液晶セル（画素）
７…ホログラム
７′…ブレーズド・ホログラフィック回折格子
８…マイクロレンズアレー
８′…マイクロレンズ
１０…カラーフィルター
１１…カラー液晶表示装置
１２、１３…偏光板
１４…照明装置
１５…メタルハライドランプ
１６…放物面鏡
１７…フィールドレンズ
１８…投影レンズ
１９…スクリーン
２０…画素開口
２１…Ｒの光
２２…Ｇの光
２３…Ｂの光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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