(57)【要約】      （修正有）【課題】多重反射によるコントラスト低下を防止し、明るさの面内不均一をなくし、かつ、観察の角度依存性をなくした透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示素子１０と、光源１４からの白色光を伝送する導光板１１と、液晶表示素子１０側の面上に設けられ体積ホログラム１２と、体積ホログラム１２と液晶表示素子１０の間に平行に配置されたマイクロレンズアレー１３とからなる透過型液晶表示装置であり、体積ホログラム１２は導光板１１を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度で回折させる一様で平行な平面状の干渉縞１２ａからなり、体積ホログラム１２の光源側の平均回折効率がそれと反対側の平均回折効率より低い。【選択図】図１
2011123499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度で回折させる一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムと、その体積ホログラムと前記透過型液晶表示素子の間に平行に配置され、前記体積ホログラムから回折された赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に集光する集光素子アレーとから構成された透過型液晶表示装置において、
前記体積ホログラムの前記光源側の平均回折効率をそれと反対側の平均回折効率より低く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透過型液晶表示装置。
【請求項２】
画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度方向に回折集光させる干渉縞であって、赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に回折集光させ、緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に回折集光させ、青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に回折集光させる干渉縞からなる微小体積ホログラムのアレーとから構成された透過型液晶表示装置において、
前記体積ホログラムのアレーの前記光源側の平均回折効率をそれと反対側の平均回折効率より低く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透過型液晶表示装置。
【請求項３】
前記透過型液晶表示素子の前記体積ホログラム側の表面に反射防止手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置。
【請求項４】
前記透過型液晶表示素子の前記導光板と反対側に散乱層を配置したことを特徴とする請求項１から３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透過型液晶表示装置。
【請求項５】
前記透過型液晶表示素子の入射側に配置される偏光素子が前記体積ホログラムから回折されたＳ偏光を取り込むように配置されていることを特徴とする請求項１から４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透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置に関し、特に、拡散性のバックライトを用いて光の利用効率の高いホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画素がアレー状に配置された液晶表示素子と、その液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の液晶表示素子に対向する面上に設けられて、導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度で回折させる一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムと、その体積ホログラムと液晶表示素子の間に平行に配置され、体積ホログラムから回折された赤色波長域の光を液晶表示素子の赤色画素上に集光し、体積ホログラムから回折された緑色波長域の光を液晶表示素子の緑色画素上に集光し、体積ホログラムから回折された青色波長域の光を液晶表示素子の青色画素上に集光するマイクロレンズアレーとから構成された透過型液晶表示装置等が特許文献１において提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５３９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、この従来例のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置において、いくつかの問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、多重反射によるコントラスト低下を防止し、明るさの面内不均一をなくし、かつ、観察の角度依存性をなくした透過型液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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透過型液晶表示装置は、画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度で回折させる一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムと、その体積ホログラムと前記透過型液晶表示素子の間に平行に配置され、前記体積ホログラムから回折された赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に集光する集光素子アレーとから構成された透過型液晶表示装置、及び、
画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度方向に回折集光させる干渉縞であって、赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に回折集光させ、緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に回折集光させ、青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に回折集光させる干渉縞からなる微小体積ホログラムのアレーとから構成された透過型液晶表示装置において、
前記透過型液晶表示素子の前記体積ホログラム側の表面に反射防止手段を設けるか、前記透過型液晶表示素子の前記導光板と反対側、又は、前記透過型液晶表示素子の液晶層近傍に散乱層を配置するか、前記導光板の前記光源からの光を導入する端面が、前記体積ホログラムに入射し回折される光束中の中心光線に対して略直角になるように設けられているか、あるいは、前記体積ホログラムの前記光源側の平均回折効率をそれと反対側の平均回折効率より低くするかの少なくとも１つをしたことを特徴とするものである。
【０００６】
さらに、画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度で回折させる一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムと、その体積ホログラムと前記透過型液晶表示素子の間に平行に配置され、前記体積ホログラムから回折された赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に集光し、前記体積ホログラムから回折された青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に集光する集光素子アレーとから構成された透過型液晶表示装置において、
前記透過型液晶表示素子と前記集光素子アレーとが低屈折率接着剤により接着されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、画素がアレー状に配置された透過型液晶表示素子と、その透過型液晶表示素子に並列して配置され光源からの白色光を角度分布を持って伝送する導光板と、その導光板の前記透過型液晶表示素子に対向する面上に設けられて、前記導光板を伝送する特定の波長で特定の入射角を持つ光を特定の角度方向に回折集光させる干渉縞であって、赤色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の赤色画素上に回折集光させ、緑色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の緑色画素上に回折集光させ、青色波長域の光を前記透過型液晶表示素子の青色画素上に回折集光させる干渉縞からなる微小体積ホログラムのアレーとから構成された透過型液晶表示装置において、
前記透過型液晶表示素子と前記導光板の前記微小体積ホログラムのアレーとが低屈折率接着剤により接着されていることを特徴とするものである。
【０００８】
これらの場合、透過型液晶表示素子の入射側に配置される偏光素子が体積ホログラムから回折されたＳ偏光を取り込むように配置されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、透過型液晶表示素子の体積ホログラム側の表面に反射防止手段を設けるので、集光素子アレー又は体積ホログラムと透過型液晶表示素子の間に空隙での多重反射によるコントラスト低下、色再現性の悪化が防止できる。また、体積ホログラムとして微小体積ホログラムのアレーを用いる場合には、透過型液晶表示素子と導光板の微小体積ホログラムのアレーとが、体積ホログラムとして一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムを用いる場合には、透過型液晶表示素子と集光素子アレーとが低屈折率接着剤により接着されているので、界面反射によるコントラスト低下、色再現性の悪化が防止できる。また、透過型液晶表示素子の導光板と反対側、又は、透過型液晶表示素子の液晶層近傍に散乱層を配置するので、一定の広い角度範囲内で角度依存性なく観察が行えるようになる。また、導光板の光源からの光を導入する端面が、体積ホログラムに入射し回折される光束中の中心光線に対して略直角になるように設けられているので、有用な光線が光源から導光板内に効率良く導入することができ、明るい表示が可能になる。また、体積ホログラムの光源側の平均回折効率をそれと反対側の平均回折効率より低くしたので、透過型液晶表示素子に入射する分光された照明光の光量分布を均一にすることができ、均一で明るい表示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による１実施例のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明による別の実施例のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】図１の構成のホログラムカラーフィルターに用いる体積ホログラムに回折効率の分布を持たせる方法を説明するための図である。
【図４】図２の実施例のホログラムカラーフィルター用の体積ホログラムを作製する場合に用いるＣＧＨの不透明パターンを示す図である。
【図５】図４のＣＧＨを用いて体積ホログラムを作製する配置を示す図である。
【図６】図２の構成のホログラムカラーフィルターに用いる体積ホログラムに回折効率の分布を持たせる１つの方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置の実施例について説明する。
【００１２】
図１は、特開平１０−２５３９５５号に基づく透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。この透過型液晶表示装置は、液晶表示素子１０と、液晶表示素子１０に平行に配置されている導光板１１と、その導光板１１の液晶表示素子１０に対向する面上に貼り付けられた一様で平行な平面状の干渉縞１２ａからなる体積ホログラム１２と、その体積ホログラム１２と液晶表示素子１０の間に平行に配置されたマイクロレンズアレー１３とからなる。
【００１３】
液晶表示素子１０は、例えばＴＮ液晶表示素子であり、透明基板１と２の間に液晶層３が挟持して封止されている。この透明基板１、２の一方の液晶層３側内面には透明画素電極が他方には透明対向電極が設けられ、それらの上に配向膜等が設けられてなり、また、透明基板１、２の外側には偏光板４、５が平行ニコルあるいは直交ニコルの状態で配置されている。液晶表示素子１０はこのような構成であり、画素電極の配置に基づいて破線で区切った図示したような、画素６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが等間隔にアレー状に配置されている。ここで、符号のＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色の画素を表示するために割り当てられたものであることを意味する。
【００１４】
一面に体積ホログラム１２が貼り付けられた導光板１１は、その一端の端面１１’に対向して配置した白色光源１４からの拡散光１５を端面１１’を介して導入して導光板１１の体積ホログラム１２と反対側の面と体積ホログラム１２のマイクロレンズアレー１３側の外面との間で全反射を繰り返しながら伝送光１６として他端まで導くものである。この伝送光１６は拡散光であり、その進行方向に分布を持っている。
【００１５】
体積ホログラム１２が有する一様で平行な平面状の干渉縞１２ａのブラッグの回折条件を満たす角度は、波長毎に異なる。したがって、角度分布を持つ伝送光１６中のこのブラッグの回折条件を満たす角度の赤色成分１６Ｒ、緑色成分１６Ｇ、青色成分１６Ｂは、図示のように、相互に若干の角度をなしており、白色拡散光１６中のこれらの波長及び角度成分のみが体積ホログラム１２で回折されて体積ホログラム１２から相互に角度の異なる平行光として液晶表示素子１０側に出る。ブラッグの回折条件を満たさない他の成分は体積ホログラム１２で回折されず、全反射を繰り返しながら伝送光１６として伝送され、次の体積ホログラム１２への入射時に上記ブラッグの回折条件を満たすようになった波長及び角度成分が同様に回折されて体積ホログラム１２から出るが、そのときの各色の回折方向は何れの場合も同様である。
【００１６】
体積ホログラム１２から相互に角度をなして平行光として回折された赤色成分１６Ｒ、緑色成分１６Ｇ、青色成分１６Ｂは、体積ホログラム１２に近接して配置されたマイクロレンズアレー１３の各マイクロレンズ１３ａで相互に異なる方向に向かう収束光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに変換される。各収束光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの集光位置に液晶表示素子１０の画素６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが一致するようにマイクロレンズアレー１３と液晶表示素子１０の相対位置を設定することにより、体積ホログラム１２で分光されマイクロレンズアレー１３で集束される赤色光１７Ｒ、緑色光１７Ｇ、青色光１７Ｂそれぞれは、液晶表示素子１０の赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇ、青色画素６Ｂに入射して背後から照明することになる。したがって、これらの画素６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを色分解画像信号に基づいて透過状態を制御することによりカラー画像の表示を行うことができる。
【００１７】
図２は、導光板１１の液晶表示素子１０に対向する面上に、図１のような一様で平行な平面状の干渉縞１２ａからなる体積ホログラム１２の代わりに、その一様で平行な平面状の干渉縞１２ａからなる体積ホログラム１２の作用とマイクロレンズ１３ａの作用、すなわち、白色拡散光１６中の中の相互に角度の異なる赤色成分１６Ｒ、緑色成分１６Ｇ、青色成分１６Ｂを分光して液晶表示素子１０側に赤色光１７Ｒ、緑色光１７Ｇ、青色光１７Ｂとして回折集光する干渉縞１９ａからなる微小体積ホログラム１９’のアレーからなる体積ホログラム１９が貼り付けられており、かつ、マイクロレンズアレー１３が省かれてなるもので、図１の場合と同様に、白色光源１４から導光板１１中に導入導光された白色拡散光１６を分光集光させて液晶表示素子１０の赤色画素６Ｒ、緑色画素６Ｇ、青色画素６Ｂを背後から照明することによりカラー画像の表示を行うことができる。
【００１８】
以上が特開平１０−２５３９５５号に基づく透過型液晶表示装置の構成であるが、本発明に基づいて、まず、液晶表示素子１０の体積ホログラム１２、１９側表面に反射防止手段を設ける。特に、図１の実施例のように、透明基板１側の偏光板４の表面に反射防止コーティングあるいは反射防止フィルム２１を設ける。この反射防止コーティングあるいは反射防止フィルム２１は、マイクロレンズアレー１３側から入射する回折光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂが偏光板４の表面で反射されてマイクロレンズアレー１３と液晶表示素子１０の間の空隙で多重反射を起こして、表示像のコントラスト低下や色再現性の悪化を防止するためのものであり、液晶表示素子１０のマイクロレンズアレー１３側の表面にこのような反射防止手段を設けることにより、上記のコントラスト低下、色再現性の悪化が防止できる。
【００１９】
また、図２の実施例の場合は、下記の実施例のように、液晶表示素子１０と導光板１１を一体に接着しない場合は、同様の理由で、透明基板１側の偏光板４の表面に反射防止コーティングあるいは反射防止フィルムを設ける。
【００２０】
次に、図２の実施例の場合は、白色光源１４からの導光板１１中の拡散光１５は、導光板１１の体積ホログラム１９と反対側の面と体積ホログラム１９の液晶表示素子１０側の外面との間で全反射を繰り返しながら導光されればよいので、図２に示すように、体積ホログラム１９の屈折率より低い屈折率の低屈折率接着剤（例えば、屈折率１．３７９程度のアクリル系フッ素樹脂を主成分とする接着剤（例えば、協立化学産業（株）Ｗ／Ｒ７７１０））２０で、液晶表示素子１０の透明基板１側の偏光板４と導光板１１の体積ホログラム１９とを接着一体化して、液晶表示素子１０と導光板１１を一体に構成することもできる。例えば、屈折率１．５の体積ホログラム１９に入射する主光線（緑色成分１６Ｇの主光線）の入射角が７０°の場合、低屈折率接着剤２０の屈折率が１．４以下であれば、体積ホログラム１９と低屈折率接着剤２０の界面で全反射するので、上記のように液晶表示素子１０と導光板１１を低屈折率接着剤２０で接着して一体に構成しても何ら問題は生じない。
【００２１】
図２の構成の場合は、このように液晶表示素子１０と導光板１１を低屈折率接着剤２０で接着して一体すると、その界面での反射を防止でき、コントラスト低下、色再現性の悪化が防止することができる。
【００２２】
なお、図１の構成の場合も、同様にマイクロレンズアレー１３の屈折率より低い屈折率の低屈折率接着剤２０で、液晶表示素子１０の透明基板１側の反射防止コーティングあるいは反射防止フィルム２１又は偏光板４（反射防止コーティングあるいは反射防止フィルム２１を設けない場合）と導光板１１のマイクロレンズアレー１３とを接着一体化して、液晶表示素子１０と導光板１１を一体に構成することもできる。
【００２３】
次に、導光板１１の白色光源１４からの拡散光１５を導入する端面１１’についてであるが、図１、図２に示すように、白色光源１４からの拡散光１５中の体積ホログラム１２、１９に入射し回折される光束中の中心光線（緑色成分１６Ｇの主光線）に対して略直角になるように、斜めに傾けて設けることが望ましい。このように導光板１１の拡散光１５を導入する端面１１’を、体積ホログラム１２、１９に入射し回折される光束中の中心光線に対して略直角になるように傾けると、有用な光線が白色光源１４から導光板１１内に効率良く導入することができる。
【００２４】
また、本発明に基づいて、液晶表示素子１０の導光板１１と反対側の観察側に一体にあるいは離間して散乱層２２を配置する。このような散乱層２２を配置しない場合は、図１、図２からも明らかなように、液晶表示素子１０を見る方向によっては、液晶層３を透過した回折光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ中の一部しか見えない場合が生じたり、回折光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂが見える角度範囲が狭い。そこで、上記のように散乱層２２を配置することにより、分光された回折光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂそれぞれは散乱されて相互に混ざり合い、比較的広い角度範囲θ内に色分布なしに広がるので、一定の広い角度範囲θの観察角１８内で角度依存性なく観察が行えるようになる。
【００２５】
なお、散乱層２２が液晶層３から離れた位置に配置されると、表示における視差が大きくなるので、透明基板１と透明基板２の間の液晶層３に近接した何れかの側に配置するとより望ましい。
【００２６】
また、導光板１１内を伝送され体積ホログラム１２、１９で回折されて照明光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂとして出る光量分布は光源１４側で高く、反対側の端部で低くなる。特開平１０−２５３９５５号に記載されているように、導光板１１の形状に工夫をしてもこの傾向は避けられない。そこで、本発明においては、体積ホログラム１２、１９の回折効率に分布を持たせ、光源１４側でその回折効率を低く、反対側で高くなるようにして、液晶表示素子１０に入射する照明光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの光量分布を均一にする。体積ホログラム１２、１９の回折効率に分布を持たせる方法には種々のものがある。例えば図３（ａ）のように、体積ホログラム１２を体積ホログラム感材２３中に二光束２４と２５の干渉により記録するときに、その記録光２４、２５の強度が光源１４側で低く、反対側で高くなるように、透過率が徐々に変化しているグラデーションマスク２７を介して行えばよい。なお、図３（ａ）中、符号２６は、光束２５が感材２３中に入るようにするためのプリズムである。この変形としては、グラデーションマスク２７を用いて、体積ホログラム感材２３を干渉露光の前に事前露光し、体積ホログラム感材２３の感度に分布を持たせておいても同様のものが得られる。
【００２７】
また、図３（ｂ）の場合は、体積ホログラム感材２３の面内で、ホログラムを記録してある領域２８を飛び飛びなものとし、その領域２８の面積を光源１４側で小さく、反対側で大きくして、平均的に光源１４側で回折効率を低く、反対側で高くなるようにしたもの
であり、この変形例としては、ホログラム記録領域２８個々の面積は同じにし、その分布密度が光源１４側で低く、反対側で高くなるようにしてもよい。ただし、これらの場合、ホログラム記録領域２８個々の面積はマイクロレンズ１３ａの寸法に比較して十分小さくする必要がある。なお、飛び飛びな領域２８に選択的にホログラムを記録するには、干渉露光の前に体積ホログラム感材２３の領域２８以外の部分に露光して感度をなくするようにすればよい。
【００２８】
また、体積ホログラム１２を記録する体積ホログラム感材としてフォトポリマーを用いる場合は、干渉縞露光後のベーク処理時の面内温度の分布あるいはベーク処理時間の分布を持たせることによって回折効率の分布を持たせることができる。
【００２９】
さらに、図２の微小体積ホログラム１９’のアレーからなる体積ホログラム１９を作製する場合は、例えば図４に示すような体積ホログラム１９の表面の干渉縞に対応する不透明パターン３１を電子線描画とフォトエッチングにより作製して振幅型のＣＧＨ（計算機ホログラム）３０とし、このＣＧＨ３０を原版として、図５の配置のホログラム複製法により複製することにより体積ホログラム１９が作製される。図５において、ＣＧＨ３０の光入射側にプリズム３２を密着し、ＣＧＨ３０の透過側に体積ホログラム感材３３を密着して、複製用の照明光３４をプリズム３２を介してＣＧＨ３０に入射させると、不透明パターン３１によって集光する回折光３５と０次透過光３６が生じ、体積ホログラム感材３３中で両者が干渉して体積ホログラム１９が作製される。
【００３０】
この際、上記のように、体積ホログラム１９が光源１４側で回折効率を低く、反対側で高くなるようにするために、図６に示すように、ＣＧＨ３０の干渉縞に対応する不透明パターン３１の一部ａを欠落させる。その除去部分ａの密度あるいは大きさを、光源１４側Ａで大きく、その反対側Ｂで小さくなるように、不透明パターン３１を描画するか、図４のように連続的に描画した後に除去する。あるいは、その反対に、隣接する干渉縞間の欠落部分ａを結ぶ不透明線を重畳して描いても同様である。
【００３１】
このようなＣＧＨ３０を用いて図５のような配置で体積ホログラム１９を作製すると、欠落部分ａに対応する干渉縞部分が体積ホログラム１９中に記録されないため、体積ホログラム１９は光源１４側で平均的回折効率が低く、反対側で高くなり、液晶表示素子１０に入射する照明光１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの光量分布を面内で均一にすることができるようになる。なお、欠落部分ａの周期は、液晶表示素子１０の画素６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの大きさ（ピッチ）よりも小さくすることが望ましい。
【００３２】
ところで、図１、図２のような体積ホログラム１２、１９からなるカラーフィルターの場合、回折される回折光１６Ｒ、１６Ｇ、１６ＢはＰ偏光に比べてＳ偏光の割合が多い。そこで、液晶表示素子１０の入射側に配置される偏光板４へ体積ホログラム１２から回折されるＳ偏光を取り込むように（図の場合は、透過軸が紙面に垂直になるように）配置することが光の利用効率上望ましい。
【００３３】
以上、本発明のホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶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。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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透過型液晶表示装置によると、透過型液晶表示素子の体積ホログラム側の表面に反射防止手段を設けるので、集光素子アレー又は体積ホログラムと透過型液晶表示素子の間に空隙での多重反射によるコントラスト低下、色再現性の悪化が防止できる。また、体積ホログラムとして微小体積ホログラムのアレーを用いる場合には、透過型液晶表示素子と導光板の微小
体積ホログラムのアレーとが、体積ホログラムとして一様で平行な平面状の干渉縞からなる体積ホログラムを用いる場合には、透過型液晶表示素子と集光素子アレーとが低屈折率接着剤により接着されているので、界面反射によるコントラスト低下、色再現性の悪化が防止できる。また、透過型液晶表示素子の導光板と反対側、又は、透過型液晶表示素子の液晶層近傍に散乱層を配置するので、一定の広い角度範囲内で角度依存性なく観察が行えるようになる。また、導光板の光源からの光を導入する端面が、体積ホログラムに入射し回折される光束中の中心光線に対して略直角になるように設けられているので、有用な光線が光源から導光板内に効率良く導入することができ、明るい表示が可能になる。また、体積ホログラムの光源側の平均回折効率をそれと反対側の平均回折効率より低くしたので、透過型液晶表示素子に入射する分光された照明光の光量分布を均一にすることができ、均一で明るい表示が可能になる。
【符号の説明】
【００３５】
１、２…透明基板
３…液晶層
４、５…偏光板
６Ｒ…赤色画素
６Ｇ…緑色画素
６Ｂ…青色画素
１０…透過型液晶表示素子
１１…導光板
１１’…端面
１２…体積ホログラム
１２ａ…干渉縞
１３…マイクロレンズアレー
１３ａ…マイクロレンズ
１４…白色光源
１５…拡散光
１６…伝送光（白色拡散光）
１６Ｒ…伝送光の赤色成分
１６Ｇ…伝送光の緑色成分
１６Ｂ…伝送光の青色成分
１７Ｒ…赤色収束光（回折光、照明光）
１７Ｇ…緑色収束光（回折光、照明光）
１７Ｂ…青色収束光（回折光、照明光）
１８…観察角
１９…体積ホログラム
１９ａ…干渉縞
１９’…微小体積ホログラム
２０…低屈折率接着剤
２１…反射防止コーティングあるいは反射防止フィルム
２２…散乱層
２３…体積ホログラム感材
２４、２５…光束（記録光）
２６…プリズム
２７…グラデーションマスク
２８…ホログラム記録領域
３０…ＣＧＨ（計算機ホログラム）
３１…不透明パターン
３２…プリズム
３３…体積ホログラム感材
３４…複製用照明光
３５…回折光
３６…０次透過光
ａ…除去部分
Ａ…光源側
Ｂ…光源の反対側
【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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