(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散白色光を発生するバックライトと、１画素が３色成分の３つの液晶セルから構成され前記バックライトからの拡散白色光が入射されるカラー液晶パネルとの間に配置して用いられるホログラフィックカラーフィルタにおいて、
回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、前記バックライトからの拡散白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させて前記カラー液晶パネルに入射させるようにしたことを特徴とするホログラフィックカラーフィルタ。
【請求項２】
拡散白色光を発生するバックライトと、１画素が３色成分の３つの液晶セルから構成され前記バックライトからの拡散白色光が入射されるカラー液晶パネルとの間に配置して用いられるホログラフィックカラーフィルタにおいて、
回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、前記カラー液晶パネルの各画素毎にパターニングして前記バックライトからの拡散は白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させて前記カラー液晶パネルに入射させるようにしたことを特徴とするホログラフィックカラーフィルタ。
【請求項３】
拡散白色光を発生するバックライトと、１画素が３色成分の３つの液晶セルから構成され前記バックライトからの拡散白色光が入射されるカラー液晶パネルとから構成される液晶表示装置において、
前記バックライトとカラー液晶パネルとの間に、
前記請求項１又は請求項２に記載のホログラフィックカラーフィルタを配置して成ることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィックカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置に係り、特に良好な効率を有するバックライトを実現して光の利用効率を向上させ、画像を明るく見易く表示すると共に、バックライトの消費電力を低減できるようにしたホログラフィックカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示装置は、日常の生活の中で広く使用され、その一つとして、カラーフィルタを用いた液晶表示装置が多く用いられてきている。
【０００３】
この種の液晶表示装置においては、表示のためにバックライトが必要不可欠なものとなっており、この背光照明型の液晶表示装置は、多くの場所で見ることができる。
【０００４】
しかしながら、液晶表示装置を構成する液晶パネルの背後から、白色光をそのまま照射しただけでは、光の利用効率が低い。
【０００５】
また、この種の液晶表示装置の携帯可能なものにとって、バックライトの電力消費は重要な問題である。
【０００６】
すなわち、バッテリー電力は限られていることから、照明電力が制限されるか、バッテリーの寿命が短くなる。
【０００７】
さらに、カラー液晶表示装置の場合、従来の色素カラー・マスクの使用は十分に効率的とは言えないため、事態はますます悪くなる傾向にあり、他のカラーフィルタ法による照明光の十分な利用が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一方、カラーフィルタリングとして、最もよく使用される手段には、色素フィルタと、干渉カラーフィルタの２つがある。
【０００９】
まず、色素フィルタは、表面全体にわたって均一性を有するカラー分散色素フィルタによって形成される。
【００１０】
しかし、色素フィルタの使用に際しては、次のような２つの問題を生じる。
【００１１】
第１に、フィルタの透過率が低いことである。
【００１２】
すなわち、所望する波長帯域幅の約５０％が、色素フィルタによって吸収される。
【００１３】
第２に、熱である。すなわち、前述したように、照明光の大きな割合が透過されないと、それは色素フィルタによって吸収され、システムに熱を生じる。
【００１４】
特に、投影システムでは、これは重大な問題である。
【００１５】
一方、干渉カラーフィルタは、基板上に真空蒸着の多層を有し、ある波長帯域幅内のある照明角度でのみ透過を生じるように製造することができる。
【００１６】
しかし、干渉カラーフィルタは、使用される技術のために、その製造コストが高い。さらに、パターン化された干渉カラーフィルタが所望される場合、その製造はさらに複雑になり、時間がかかる。
【００１７】
そのため、これらは特定の用途でのみ使用され、通常のカラーフィルタデバイスとしては使用されない。
【００１８】
一方、カラーフィルタリングの他の解決法としては、反射ホログラムによって達成することができる。
【００１９】
すなわち、反射ホログラムのパラメータに従って、透過波長帯域幅およびその効率を制御することができる。２つのホログラムをカップリングすることによって、所望のカラーを中心とする波長帯域幅を透過させ、パターン化されたカラーフィルタを得ることができる。
【００２０】
Ｊ．Ｒ．Ｂｙｌｅｓは、１９９６年に、“ミラー・タイプの反射ホログラムによって形成されたカラーフィルタシステム（「光源への順次露光によって形成される反射ホログラムマルチカラーフィルタ・アレイ」（Reflection hologram multiple-color filter array formed by sequential exposure to a light source ）、米国特許第５，５３７，２３２号、１９９６年７月１６日）”を提案している。
【００２１】
さらに、Ｊ．Ｒ．Ｂｙｌｅｓは、ホログラムの記録手順を提案し、ホログラムがカラーフィルタとして働く方法を説明している。
【００２２】
しかしながら、このようにＪ．Ｒ．Ｂｙｌｅｓによって提案されたものでは、その特性のために損失を避けることができず、またその全ての範囲に亘って拡散照明光を使用することができず、その結果、液晶表示装置の明るさの点で問題がある。
【００２３】
本発明の目的は、良好な効率を有するバックライトを実現して光の利用効率を向上させ、画像をより明るく見易く表示すると共に、バックライトの消費電力を低減させることが可能なホログラフィックカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、拡散白色光を発生するバックライトと、１画素が３色成分の３つの液晶セルから構成されバックライトからの拡散白色光が入射されるカラー液晶パネルとの間に配置して用いられるホログラフィックカラーフィルタにおいて、
請求項１の発明では、回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、バックライトからの拡散白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネルに入射させるようにしている。
【００２５】
従って、請求項１の発明のホログラフィックカラーフィルタにおいては、バックライトからの拡散白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネルに入射させることにより、ホログラフィック・カラー・フィルタへ入射される白色河野すべては、最小の損失で３つの光成分に分離することができる、すなわち殆ど無駄になる光は無いため、光の利用効率語を向上させることができる。
また、光は３つの成分へ効率的に分離されるため、画像を単色光でより明るく見易く表示することができる。
さらに、バックライトの消費電力を低減できるため、その低減によってバックライトのバッテリー寿命を増大することができる。
また、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させることにより、赤，緑，青の３色表示装置を実現することができる。
【００２６】
また、請求項２の発明では、回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、カラー液晶パネルの各画素（ピクセル）毎にパターニングしてバックライトからの拡散白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネルに入射させるようにしている。
【００２７】
従って、請求項２の発明のホログラフィックカラーフィルタにおいては、カラー液晶パネルの各画素毎にパターニングしてバックライトからの拡散白色光を反射回折して、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネルに入射させることにより、ホログラフィック・カラー・フィルタへ入射される白色光の全ては、最小の損失で３つの光成分に分離することができる、すなわち殆ど無駄になる光は無いため、光の利用効率を向上させることができる。
また、光は３つの成分へ効率的に分離されるため、画像をカラーでより明るく見易く表示することができる。
さらに、バックライトの消費電力を低減できるため、その低減によってバックライトのバッテリー寿命を増大することができる。
また、赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させることにより、赤，緑，青の３色表示装置を実現することができる。
【００３２】
一方、請求項３の発明では、拡散白色光を発生するバックライトと、１画素が３色成分の３つの液晶セルから構成されバックライトからの拡散白色光が入射されるカラー液晶パネルとから構成される液晶表示装置において、バックライトとカラー液晶パネルとの間に、上記請求項１又は請求項２の発明のホログラフィックカラーフィルタを配置している。
【００３３】
従って、請求項３の発明の液晶表示装置においては、バックライトとカラー液晶パネルとの間に、上記請求項１又は請求項２の発明のホログラフィックカラーフィルタを配置することにより、ホログラフィックカラーフィルタの特性のために、光の損失を避けることができ、またその全ての範囲に亘ってバックライトの拡散白色光を使用することができ、その結果表示装置の明るさを改善することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要について説明する。
【００３５】
本発明のホログラフィックカラーフィルタは、反射型ホログラムのアレイによって形成された透過型液晶表示装置用のホログラフィックカラーフィルタであり、ホログラムの特徴は、それ自体が拡散光照明の利用を可能にするホログラフィック拡散板であることである。
【００３６】
さらに、拡散白色光の殆ど全部を利用できることにより、従来よりもより明るい液晶表示装置を達成することができる。
【００３７】
すなわち、本発明のホログラフィックカラーフィルタは、透過型液晶表示装置（例えばバックライト（背光）カラー液晶表示装置における）で使用される。
【００３８】
このホログラフィックカラーフィルタは、液晶表示装置のカラー・ピクセル・アレイに適したパターンを形成する反射型ホログラムのアレイによって形成され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色液晶表示装置を提供するが、何らこれに限られない。
【００３９】
液晶表示装置の各ピクセル毎に、単一のホログラフィックカラーフィルタ（ＨＣＦ）が存在し、このホログラフィックカラーフィルタは、照明されると適切な波長帯域幅を透過することができる。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）成分の選択は、例えば３つの基本的ホログラム（赤、緑、青の反射型ホログラム）の中から、２つのホログラムの組み合わせによって得られる。
【００４０】
このようにして、単一のホログラフィックカラーフィルタは、２つの基本的ホログラムから構成される。
【００４１】
すなわち、Ｒ−ＨＣＦはＧおよびＢの基本的ホログラムから形成され、Ｇ−ＨＣＦはＢおよびＧの基本的ホログラムから形成され、Ｂ−ＨＣＦはＲおよびＧの基本的ホログラムから形成される。
【００４２】
前述したように、赤、緑、青の基本的ホログラムは、反射型ホログラフィック拡散板である。このようなホログラフィック拡散板は、ホログラフィック用感材上の拡散物体光のホログラフィック記録によって得られる。記録されるべき拡散物体は、すりガラス、または同様な板を通る光から得られる。
【００４３】
ここで、選択することのできる材料、およびそのような拡散光を得る方法としては数多くある。２ステップ・ホログラムが記録される場合のように、拡散光は他のホログラムから来るものであってもよい。この拡散反射型ホログラムの特徴は、その角度選択性がないか、または少ないことであり、これによってバックライト照明液晶表示装置で使用されるように、拡散照明下での利用が可能となる。
【００４４】
広角領域の下で入射するあるカラーの光（例えばＲ光）は、基本的ホログラムによって反射され、補色（ＧおよびＢ）のみが透過する。拡散白色光がミラー状の板、およびホログラフィックカラーフィルタの内部に閉じ込められる場合（バックライト照明ユニットのように）、拡散ホログラムによって反射された全ての光ビームは失われない。
【００４５】
すなわち、それは２つの板の間に保存されて、最終的には適切な単一のホログラフィックカラーフィルタに達し、光の囲いの外へ透過される。
【００４６】
また、記録材料として使用することのできる物質は数多くある。
【００４７】
すなわち、ハロゲン化銀物質、重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー物質、フォトレジスト等である。当業者にとっては、ホログラフィック拡散板を製造する物質、および記録方法の双方について、多様な選択の可能性があることが分かる。
【００４８】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態によるホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置の構成例を示す断面図である。
【００５０】
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置は、図１に示すように、バックライト１と、カラー液晶パネル２と、バックライト１とカラー液晶パネル２との間に配置されたホログラフィックカラーフィルタ３とから構成している。
【００５１】
バックライト１は、拡散白色光１ａを発生する。
【００５２】
カラー液晶パネル２は、１画素が青（Ｂ），赤（Ｒ），緑（Ｇ）の３原色の３色成分の３つの液晶セル２Ｂ，２Ｒ，２Ｇを図示のように配置して構成され、バックライト１からの拡散白色光１ａが入射される。
【００５３】
ホログラフィックカラーフィルタ３は、回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、カラー液晶パネル２の各画素毎に図示のようにカラー・マトリクス・パターンをパターニングしてバックライト１からの拡散白色光１ａを反射回折し、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させて、透過光４をカラー液晶パネル２に入射させる。
【００５４】
ここで、単一のホログラフィックカラーフィルタ３は、単一のカラー成分を得るために、基本的ホログラムである２つの反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂから構成している。
【００５５】
すなわち、本例では、図示のように赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のホログラムを順次パターニング形成した反射型ホログラフィック拡散板３ａと、緑（Ｇ），青（Ｂ），赤（Ｒ）のホログラムを順次パターニング形成した反射型ホログラフィック拡散板３ｂとから構成している。
【００５６】
このパターンは、カラー液晶パネル２の各画素のパターンに合わせて記録される。このようなパターンを得る記録方法は周知である。また、ホログラムのある領域のみを記録するためにマスクを使用することは、非常によく行なわれる手法である。
【００５７】
赤、緑、および青のホログラムを得るためには、３つのレーザ波長を使用する、乳剤を膨張させる、記録後にフォトポリマーの膜厚を調整する、等の方法によって必要な効果を達成することができる。
【００５８】
図２は、反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの記録方法の一例を示す概要図である。
【００５９】
図２において、参照ビーム５は、基板６に取り付けたホログラフィック感材７の一方の側から来る光によって示される。また、物体ビームは、参照ビーム５が、基板６、ホログラフィック感材７を透過して、図２で示されるようなセットアップの背面に置かれた反射拡散板８で反射された後に、参照ビーム５によって形成される。
【００６０】
このホログラフィック反射器の記録セットアップは、非常に簡単である。前述したように、反射型ホログラフィック拡散板を得ることのできる方法は数多くある。記録すべき拡散物体は、すりガラス、または同様な板を通る光から得られるか、前もって記録されたホログラムから得ることができる。後者の場合、ホログラフィック拡散板は、２ステップ型ホログラムと呼ばれる。多様なホログラム記録方法、記録感材、および反射帯域幅を増加させ、スペクトルを通してこの帯域幅をシフトし、単一ホログラムから青、緑、または赤のホログラムを得る感材処理が公知である。その１つの例としては、フォトポリマー、およびカラー調節フィルムであり、これらを使用してホログラムの回折効率特性を所望の値へ変更することができる。
【００６１】
図３は、単一の反射型ホログラフィック拡散板によって実行される機能の一例を示す模式図である。
【００６２】
図３に示すように、拡散白色光１ａがホログラム９上に入射した時、単一の色の成分だけがホログラム９によって反射され、他の２つの色の成分はホログラム９を通過する。
【００６３】
すなわち、図３に示すように、ホログラム９が青ホログラムの場合は、青色の成分だけがホログラム９によって反射され、他の２つの色である赤色、および緑色の成分はホログラム９を通過する。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置においては、ホログラフィックカラーフィルタ３として、２つの反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの重ね合わせ、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させるようにしていることにより、バックライト１からの拡散白色光１ａが、ホログラフィックカラーフィルタ３に入射されると、赤（Ｒ）の成分は、２つの反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの緑（Ｇ），青（Ｂ）のホログラムを使用して得られ、緑（Ｇ）の成分は、２つの反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの青（Ｂ），赤（Ｒ）のホログラムを使用して得られ、青（Ｂ）の成分は、２つの反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの赤（Ｒ），緑（Ｇ）のホログラムを使用して得られる。
【００６５】
ホログラムから反射される光は失われず、それはホログラムと背面反射器との間で反射され、適切なホログラフィックカラーフィルタ３へ達して透過される。赤色、緑色、および青色の光は、それらが適切なホログラフィックカラーフィルタ３の位置に達した時だけ囲いから出ることができる。
【００６６】
そして、このホログラフィックカラーフィルタ３を透過した赤色、緑色、および青色の透過光４は、カラー液晶パネル２に入射される。
【００６７】
この場合、ホログラムは、カラーフィルタリングに使用される特性があるので、拡散光の照明を使用することができる。
【００６８】
すなわち、ホログラムは、拡散照明の場合にもカラーフィルタとして作用することができる。
【００６９】
ホログラフィックカラーフィルタ３へ入射される白色光の全ては、最少の損失で３つの光成分（赤、緑、青）に分離することができる。すなわち、ほとんど無駄になる光は無い。
【００７０】
この利点は、ホログラフィックカラーフィルタ３が適用されるシステムの重要な属性の起源である。光は、３つの成分へ効率的に分離されるので、より明るいカラー表示装置が利用できる。その表示装置は効率的であるから、背光ユニットであるバックライト１の消費電力は十分に低減され、その低減によって、バックライト１のバッテリー寿命は増大し、システムの全体的電力効率は増大する。
【００７１】
また、ホログラムを容易にコピーできる事実は、ホログラムの製造コストが高くなく、その適正な製造が可能であることを示す。拡散型のホログラフィックカラーフィルタの記録は、比較的容易である。
【００７２】
上述したように、本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置では、カラー液晶パネル２の各画素毎にパターニングしてバックライト１からの拡散白色光１ａを反射回折して赤，緑，青の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネル２に入射させるようにしているので、赤，緑，青の３色表示装置を実現することが可能となる。
【００７３】
また、ホログラフィック・カラー・フィルタ３へ入射される白色光の全ては、最少の損失で３つの光成分に分離することができる、すなわち殆ど無駄になる光は無いため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００７４】
さらに、光は赤，緑，青の３つの成分へ効率的に分離されるため、画像をカラーでより明るく見易く表示することが可能となる。
【００７５】
一方、バックライト１の消費電力を低減できるため、その低減によってバックライト１のバッテリー寿命を増大することができる。
【００７６】
すなわち、従来のバックライトシステムよりも良好な効率を有するバックライトユニットを実現し、低コストであり、製作が極めて容易となる。
【００７７】
また、バックライト１とカラー液晶パネル２との間に、ホログラフィックカラーフィルタ３を配置するようにしているので、ホログラフィックカラーフィルタ３の特性のために、光の損失を避けることができ、またその全ての範囲に亘ってバックライト１の拡散白色光１ａを使用することができ、その結果表示装置の明るさを改善することが可能となる。
【００７８】
さらに、本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタ３は、表示装置の照明に必要な特性を妨害しないという利点を有しており、これは任意タイプの液晶表示装置（ＤＳＴＮ、ＴＦＴ等）に極めて適している。
【００７９】
以上により、良好な効率を有するバックライト１を実現して光の利用効率を向上させ、画像をより明るく見易く表示すると共に、バックライト１の消費電力を低減させることができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
図４は、本実施の形態によるホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置の構成例を示す断面図である。
【００８１】
すなわち、本実施の形態の液晶表示装置は、図４に示すように、バックライト１１と、カラー液晶パネル１２と、バックライト１１とカラー液晶パネル１２との間に配置されたホログラフィックカラーフィルタ１３とから構成している。
【００８２】
バックライト１１は、拡散白色光１１ａを発生する。
【００８３】
カラー液晶パネル１２は、１画素がシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の３原色の３色成分の３つの液晶セル１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを図示のように配置して構成され、バックライト１１からの拡散白色光１１ａが入射される。
【００８４】
ホログラフィックカラーフィルタ１３は、回折波長の選択性を有し、角度選択性がないかまたは少ない反射型ホログラフィック拡散板からなり、カラー液晶パネル２の各画素毎に図示のようにカラー・マトリクス・パターンをパターニングしてバックライト１１からの拡散白色光１１ａを反射回折し、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させて、透過光１４をカラー液晶パネル１２に入射させる。
【００８５】
ここで、単一のホログラフィックカラーフィルタ１３は、単一のカラー成分を得るために、基本的ホログラムである１つの反射型ホログラフィック拡散板１３ａから構成している。
【００８６】
すなわち、本例では、図示のように赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のホログラムを順次パターニング形成した反射型ホログラフィック拡散板１３ａから構成している。
【００８７】
なお、反射型ホログラフィック拡散板１３ａの記録方法については、前述した第１の実施の形態の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８８】
次に、以上のように構成した本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置においては、バックライト１１からの拡散白色光１１ａが、ホログラフィックカラーフィルタ１３に入射されると、シアン（Ｃ）の成分は、反射型ホログラフィック拡散板１３ａの赤（Ｒ）のホログラムを使用して得られ、マゼンタ（Ｍ）の成分は、反射型ホログラフィック拡散板１３ａの緑（Ｇ）のホログラムを使用して得られ、イエロー（Ｙ）の成分は、反射型ホログラフィック拡散板１３ａ青（Ｂ）のホログラムを使用して得られる。
【００８９】
ホログラムから反射される光は失われず、それはホログラムと背面反射器との間で反射され、適切なホログラフィックカラーフィルタ１３へ達して透過される。シアン，マゼンタ，イエローの光は、それらが適切なホログラフィックカラーフィルタ１３の位置に達した時だけ囲いから出ることができる。
【００９０】
そして、このホログラフィックカラーフィルタ１３を透過したシアン色，マゼンタ色，およびイエロー色の透過光１４は、カラー液晶パネル１２に入射される。
【００９１】
この場合、ホログラムは、カラーフィルタリングに使用される特性があるので、拡散光の照明を使用することができる。
【００９２】
すなわち、ホログラムは、拡散照明の場合にもカラーフィルタとして作用することができる。
【００９３】
ホログラフィックカラーフィルタ１３へ入射される白色光の全ては、最少の損失で３つの光成分（シアン、マゼンタ、イエロー）に分離することができる。すなわち、ほとんど無駄になる光は無い。
【００９４】
この利点は、ホログラフィックカラーフィルタ１３が適用されるシステムの重要な属性の起源である。光は、３つの成分へ効率的に分離されるので、より明るいカラー表示装置が利用できる。その表示装置は効率的であるから、背光ユニットであるバックライト１１の消費電力は十分に低減され、その低減によって、バックライト１１のバッテリー寿命は増大し、システムの全体的電力効率は増大する。
【００９５】
また、ホログラムを容易にコピーできる事実は、ホログラムの製造コストが高くなく、その適正な製造が可能であることを示す。拡散型のホログラフィックカラーフィルタの記録は、比較的容易である。
【００９６】
上述したように、本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置では、カラー液晶パネル１２の各画素毎にパターニングしてバックライト１１からの拡散白色光１１ａを反射回折してシアン，マゼンタ，イエローの３原色のうちの特定の色の補色成分のみを透過させてカラー液晶パネル１２に入射させるようにしているので、シアン，マゼンタ，イエローの３色表示装置を実現することが可能となる。
【００９７】
また、ホログラフィック・カラー・フィルタ３へ入射される白色光の全ては、最少の損失で３つの光成分に分離することができる、すなわち殆ど無駄になる光は無いため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００９８】
さらに、光はシアン，マゼンタ，イエローの３つの成分へ効率的に分離されるため、画像をカラーでより明るく見易く表示することが可能となる。
【００９９】
一方、バックライト１１の消費電力を低減できるため、その低減によってバックライト１１のバッテリー寿命を増大することができる。
【０１００】
すなわち、従来のバックライトシステムよりも良好な効率を有するバックライトユニットを実現し、低コストであり、製作が極めて容易となる。
【０１０１】
また、バックライト１１とカラー液晶パネル１２との間に、ホログラフィックカラーフィルタ１３を配置するようにしているので、ホログラフィックカラーフィルタ１３の特性のために、光の損失を避けることができ、またその全ての範囲に亘ってバックライト１１の拡散白色光１１ａを使用することができ、その結果表示装置の明るさを改善することが可能となる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態のホログラフィックカラーフィルタ１３は、表示装置の照明に必要な特性を妨害しないという利点を有しており、これは任意タイプの液晶表示装置（ＤＳＴＮ、ＴＦＴ等）に極めて適している。
【０１０３】
以上により、良好な効率を有するバックライト１１を実現して光の利用効率を向上させ、画像をより明るく見易く表示すると共に、バックライト１１の消費電力を低減させることができる。
【０１０４】
（他の実施の形態）
上記各実施の形態では、本発明のホログラフィックカラーフィルタを液晶表示装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば顕微鏡、プロジェクタ等についても、前述の場合と同様に適用することが可能である。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のホログラフィックカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置によれば、良好な効率を有するバックライトを実現して光の利用効率を向上させ、画像をより明るく見易く表示すると共に、バックライトの消費電力を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】図１における反射型ホログラフィック拡散板３ａ，３ｂの記録方法の一例を示す概要図。
【図３】図１における単一の反射型ホログラフィック拡散板によって実行される機能の一例を示す模式図。
【図４】本発明によるホログラフィックカラーフィルタを用いたカラー液晶表示装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
１…バックライト、
１ａ…拡散白色光、
２…カラー液晶パネル、
２Ｂ，２Ｒ，２Ｇ…液晶セル、
３…ホログラフィックカラーフィルタ、
３ａ，３ｂ…反射型ホログラフィック拡散板、
４…透過光、
５…参照ビーム、
６…基板、
７…ホログラフィック感材、
８…反射拡散板、
９…ホログラム、
１１…バックライト、
１１ａ…拡散白色光、
１２…カラー液晶パネル、
１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…液晶セル、
１３…ホログラフィックカラーフィルタ、
１３ａ…反射型ホログラフィック拡散板、
１４…透過光。
【図１】
0004524807.tif 000002
【図２】
0004524807.tif 000003
【図３】
0004524807.tif 000004
【図４】
0004524807.tif 000005