JPH11258568A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH11258568A
JPH11258568A JP10065355A JP6535598A JPH11258568A JP H11258568 A JPH11258568 A JP H11258568A JP 10065355 A JP10065355 A JP 10065355A JP 6535598 A JP6535598 A JP 6535598A JP H11258568 A JPH11258568 A JP H11258568A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
light beam
display device
color
Prior art date
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Application number
JP10065355A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Nakamura
貴文 中村
Yoshihiro Watanabe
好浩 渡邉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10065355A priority Critical patent/JPH11258568A/en
Publication of JPH11258568A publication Critical patent/JPH11258568A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタを用いない単板式において、相
対的に強度の弱い赤色における他の色の混色を改善し、
また、画素領域における開口部とこの開口部に集束する
光ビームの集束像との不一致による光量の損失を改善で
きる表示装置を提供することを目的としている。 【解決手段】マイクロレンズ18の焦点距離は、赤光ビ
ーム112Rの結像位置が液晶パネル19内の赤用画素
領域111Rに位置するように設定されている。このた
め、光源として使用しているメタルハライドランプの長
波長側の光強度が少ない為に混色が同率で起こった場
合、赤色の純度低下が著しくなるという問題点を解決
し、色純度が高くて明るい、表示品位の高い液晶プロジ
ェクタを実現することができる。
(57) [Problem] To improve the color mixing of other colors in red having relatively weak intensity in a single-panel type not using a color filter,
It is another object of the present invention to provide a display device that can reduce a loss of light amount due to a mismatch between an opening in a pixel region and a focused image of a light beam focused on the opening. A focal length of a micro lens is set such that an image forming position of a red light beam is located in a red pixel region in a liquid crystal panel. For this reason, when the color mixture occurs at the same rate because the light intensity on the long wavelength side of the metal halide lamp used as the light source is small, the problem that the purity of red is significantly reduced is solved, and the color purity is high and bright. Thus, a liquid crystal projector with high display quality can be realized.

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、表示装置に係
り、特に液晶表示パネルを透過した光を投射する投射型
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 display device, and more particularly to a projection type liquid crystal display device for projecting light transmitted through a liquid crystal display panel.

【0002】[0002]

【従来の技術】CRT表示装置よりも小型で軽量なフラ
ットパネルディスプレイデバイスとして、液晶表示装置
やプラズマ発光表示装置等が注目されている。これらの
表示装置は、自ら光ビームを発して画像を表示する自発
光型と、光源から照明された光ビームの透過率を制御し
て画像を表示する非発光の透過率制御型とに大別され
る。次世代の表示装置の本命として各種の分野で広く実
用化が進む液晶表示装置は、後者の透過率制御型の代表
的なものである。
2. Description of the Related Art As a flat panel display device smaller and lighter than a CRT display device, a liquid crystal display device, a plasma light emitting display device, and the like have attracted attention. These display devices are broadly divided into a self-luminous type, which emits a light beam by itself, to display an image, and a non-light emitting, transmittance control type, which displays an image by controlling the transmittance of a light beam illuminated from a light source. Is done. A liquid crystal display device, which is widely used in various fields as a favorite of a next-generation display device, is a representative of the latter transmittance control type.

【0003】また、大画面を表示するものとして投射型
液晶表示装置が知られている。この投射型液晶表示装置
は、ランプの光を液晶パネルに集光して入射させ、その
透過光ビームを投射レンズによりスクリーンに投射し
て、大画面サイズの画像を表示するものである。すなわ
ち、投射型液晶表示装置は、透過光ビームの強度を二次
元的に変調する液晶パネルを透過した光ビームを光学系
により拡大投射して大画面サイズの投射画像を表示す
る。
Further, a projection type liquid crystal display device for displaying a large screen is known. In this projection type liquid crystal display device, light from a lamp is condensed and incident on a liquid crystal panel, and the transmitted light beam is projected on a screen by a projection lens to display an image having a large screen size. That is, the projection type liquid crystal display device enlarges and projects the light beam transmitted through the liquid crystal panel, which two-dimensionally modulates the intensity of the transmitted light beam, by an optical system to display a large screen image.

【0004】近年、この投射型液晶表示装置を内蔵した
リヤ型液晶プロジェクタが開発されている。これらのリ
ヤ型液晶プロジェクタは、従来のCRT式プロジェクタ
と比較して、小型、軽量という特徴を持ち、今後の発展
が期待されている。特に、このようなリヤ型液晶プ口ジ
ェクタは、高輝度かつ安価であることが期待されてい
る。
In recent years, rear type liquid crystal projectors incorporating the projection type liquid crystal display device have been developed. These rear-type liquid crystal projectors have characteristics of being smaller and lighter than conventional CRT type projectors, and are expected to develop in the future. In particular, such a rear-type liquid crystal projector is expected to have high luminance and low cost.

【0005】従来、このような投射型液晶表示装置のカ
ラー表示方式としては、赤すなわちR光ビーム、緑すな
わちG光ビーム、青B光ビームにそれぞれ1枚ずつ液晶
パネルを対応させ、ダイクロイックミラーで色成分の分
離及び合成を行う3板式液晶プロジェクタと、画素ごと
に色吸収フィルタいわゆるカラーフィルタを設けた単板
式液晶プロジェクタが知られている。3板式液晶プロジ
ェクタは、色分離及び合成による効率の低下が少ないこ
とから高輝度の表示が可能であり、単板式液晶プロジェ
クタは、液晶パネルが1枚であることから低コストのシ
ステムが実現できるという特徴があるとされている。
Conventionally, as a color display system of such a projection type liquid crystal display device, one liquid crystal panel is associated with each of red, that is, R light beam, green, that is, G light beam, and blue B light beam, and a dichroic mirror is used. There are known a three-panel liquid crystal projector that separates and combines color components, and a single-panel liquid crystal projector provided with a color absorption filter, a so-called color filter, for each pixel. The three-panel LCD projector is capable of high-brightness display because there is little reduction in efficiency due to color separation and synthesis, and the single-panel LCD projector can realize a low-cost system because it has only one liquid crystal panel. It is said that there is a characteristic.

【0006】これに対して、例えば特開平4−6053
8号のように、近年、色分離をダイクロイックミラーで
行い、分離された3色の光ビームをマイクロレンズによ
つて、2枚の液晶パネル上の対応する3色の画素にそれ
ぞれ導くことで、ある程度高輝度でかつ安価な表示方式
が実現しつつある。
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
In recent years, as in No. 8, color separation is performed by a dichroic mirror, and the separated three-color light beams are guided to corresponding three-color pixels on two liquid crystal panels by microlenses. An inexpensive display system with a high luminance to some extent is being realized.

【0007】この表示方式の代表的な例を図6の(a)
及び(b)に示す。この表示方式は、図6の(a)に示
すように、光源601、ダイクロイックミラー602、
光学絞り6020、コンデンサレンズ6021、マイク
ロレンズ603、液晶パネル604、フィールドレンズ
605、投射レンズ606、スクリーン607で構成さ
れている。
A typical example of this display method is shown in FIG.
And (b). As shown in FIG. 6A, this display method includes a light source 601, a dichroic mirror 602,
It comprises an optical stop 6020, a condenser lens 6021, a micro lens 603, a liquid crystal panel 604, a field lens 605, a projection lens 606, and a screen 607.

【0008】ダイクロイックミラー602は、それぞれ
の波長範囲の光ビームを分離するために、所定の角度に
傾けて配置されている。このため、光源からの白色光
は、ダイクロイックミラー602により3原色R、G、
Bの各波長範囲のビーム608R、G、Bに分離され
る。これらのビーム608R、G、Bは、同一の液晶パ
ネル604に互いに異なる角度から入射される。このと
き、ビーム608R、G、Bは、液晶パネル604上に
配置された単一のマイクロレンズ603により、液晶パ
ネル604におけるR、G、Bに対応した3画素にそれ
ぞれ集束される。
[0008] The dichroic mirror 602 is arranged to be inclined at a predetermined angle in order to separate light beams in respective wavelength ranges. For this reason, the white light from the light source is separated by the dichroic mirror 602 into the three primary colors R, G,
Beams 608R, G, and B in each wavelength range of B are separated. These beams 608R, G, and B are incident on the same liquid crystal panel 604 from different angles. At this time, the beams 608R, G, and B are respectively focused on three pixels corresponding to R, G, and B on the liquid crystal panel 604 by a single microlens 603 disposed on the liquid crystal panel 604.

【0009】このとき、マイクロレンズ603によって
集束される各ビームの結像位置は、各ビームの波長範囲
によって異なり、マイクロレンズ603の出射面からビ
ームが結像する位置までの距離は、青成分、緑成分、赤
成分の順に長くなる。この表示方式では、緑成分のG光
ビーム608Gの結像位置FGは、図6の(b)に示す
ように、液晶パネル604の緑用画素領域609G内に
位置するように設定され、青成分のB光ビーム608B
の結像位置FBは、液晶パネル604の青用画素領域6
09Bよりマイクロレンズ603側に位置し、赤成分の
R光ビーム608Rの結像位置FRは、液晶パネル60
4の赤用画素領域609Rよりスクリーン607側に位
置している。
At this time, the imaging position of each beam focused by the microlens 603 differs depending on the wavelength range of each beam, and the distance from the exit surface of the microlens 603 to the position where the beam is imaged is blue component, Green component and red component increase in order. In this display method, the imaging position FG of the green light beam 608G is set to be located within the green pixel area 609G of the liquid crystal panel 604, as shown in FIG. B light beam 608B
Is formed in the blue pixel region 6 of the liquid crystal panel 604.
09B is closer to the microlens 603 than the liquid crystal panel 60.
4 is located closer to the screen 607 than the red pixel area 609R.

【0010】これら各色成分のビーム608R、G、B
は、液晶パネル604によって透過率が制御された後、
フィールドレンズ605、投射レンズ606を通過して
スクリーン607に拡大投影される。
The beams 608R, G, B of these color components
After the transmittance is controlled by the liquid crystal panel 604,
The light passes through a field lens 605 and a projection lens 606 and is enlarged and projected on a screen 607.

【0011】この構造により、カラーフィルタを用いな
い単板式によるカラー表示が可能になり、色分離合成に
ダイクロイックミラーを使用していることから、色分離
時の効率の低下が少なく、また、単板式であるため、構
造が簡単でコストが安く、更に、マイクロレンズによる
集光効果も望める液晶プロジェクタが実現できる。
With this structure, a single-panel type color display without using a color filter can be performed. Since a dichroic mirror is used for color separation / combination, a decrease in efficiency at the time of color separation is small. Therefore, it is possible to realize a liquid crystal projector that has a simple structure, is inexpensive, and can also expect a light condensing effect by a microlens.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表示方式では、マイクロレンズによる集光作用時
に、ある色成分の光ビームが集光しきれずに広がって隣
接する違う色成分の画素領域の開口部に入射して色純度
を低下させるという問題がある。
However, in such a display system, when a light beam is condensed by a microlens, a light beam of a certain color component cannot be completely condensed and spreads so that an aperture of a pixel region of a different color component adjacent to the light beam spreads. There is a problem in that the light enters the portion and lowers the color purity.

【0013】すなわち、液晶プロジェクタに用いられる
メタルハライドランプ等の放電型ランプ及び楕円リフレ
クタ等の各種リフレクタの組み合わせによる照明光源で
は、照明光は、ランプの発光体の大きさのために平行光
にはならず、光軸に対してある広がり角度を持つ。この
照明光学系では、色成分毎に分離された各光ビームが対
応する色成分用の画素領域の開口部にだけ入射するよう
に絞りを挿入している。しかし、一般的に、マイクロレ
ンズには、収差があるために平行光ですら1点に集束す
ることはないので、広がり角度を持った光ビームを、マ
イクロレンズの焦点位置に集束させることは困難であ
る。
That is, in an illumination light source using a combination of a discharge type lamp such as a metal halide lamp used for a liquid crystal projector and various reflectors such as an elliptical reflector, the illumination light is not parallel light due to the size of the light emitting body of the lamp. And has a certain spread angle with respect to the optical axis. In this illumination optical system, a stop is inserted so that each light beam separated for each color component is incident only on the opening of the corresponding color component pixel region. However, in general, a microlens has an aberration, so that even parallel light is not focused at one point, and it is difficult to focus a light beam having a spread angle at a focal position of the microlens. It is.

【0014】この液晶プロジェクタにおいて、R光ビー
ム、G光ビーム、B光ビームのマイクロレンズによる集
束像は、マイクロレンズの焦点面に相当する画素領域に
おける開口面において、波長の違いによる結像位置の差
及びマイクロレンズの収差によって集光しきれずに、所
定の波長成分の光ビームが本来集束するべき画素領域の
開口部ばかりでなく隣接する画素領域の開口部にも入射
することになる。
In this liquid crystal projector, the focused image of the R light beam, G light beam and B light beam by the microlens is formed on the aperture plane in the pixel area corresponding to the focal plane of the microlens by the difference of the image formation position due to the difference in wavelength. The light beam of the predetermined wavelength component is incident not only on the opening of the pixel region that should be focused but also on the opening of the adjacent pixel region without being completely condensed due to the difference and the aberration of the microlens.

【0015】図7でこれを説明する。液晶パネルにおけ
る各色成分毎の画素領域701R、G、Bには、各色成
分の光ビームが透過する領域である開口部702R、
G、Bが配置されている。この開口部702R、G、B
において、集束像703R、G、Bは、マイクロレンズ
の収差によって一点に集光しきれていない。
This will be described with reference to FIG. The pixel regions 701R, G, and B for each color component in the liquid crystal panel have openings 702R, which are regions through which light beams of the respective color components are transmitted.
G and B are arranged. These openings 702R, G, B
In, the converged images 703R, 703R, 703B, 703R, 703B, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R, 703R,

【0016】図7に示したように、中央に配置された赤
用画素領域における開口部702Rには、隣接する緑用
画素領域701G及び青用画素領域701Bからの光ビ
ーム704G、704Bが入射するので、赤用画素領域
における開口部702Rを出射する光ビームは、原色の
R光ビームとは異なる色成分が混ざったいわゆる混色光
ビームになる。
As shown in FIG. 7, light beams 704G and 704B from the adjacent green pixel region 701G and blue pixel region 701B enter the opening 702R in the red pixel region arranged at the center. Therefore, the light beam emitted from the opening 702R in the red pixel region is a so-called mixed color light beam in which a color component different from the primary color R light beam is mixed.

【0017】図6を見てもわかるように、マイクロレン
ズにより、G光ビームが画素領域609Gで結像するよ
うに設定されているため、G光ビームに対する集束像
は、小さくなり透過しやすくなっているのに対して、B
光ビーム及びR光ビームは、それぞれ画素領域609B
および609Rとは異なる位置で結像するため、B光ビ
ーム及びR光ビームに対する集束像は、広がって隣接す
る画素領域に入射する可能性がある。
As can be seen from FIG. 6, since the G light beam is set so as to form an image in the pixel area 609G by the microlens, the focused image for the G light beam becomes small and easily transmitted. While B
The light beam and the R light beam are respectively applied to the pixel area 609B.
And 609R, the focused images for the B light beam and the R light beam may spread and enter adjacent pixel regions.

【0018】このように、本来対応する画素領域の開口
部に入射すべき表示光ビームに対する混色光ビームの割
合、すなわち、表示光ビームと混色光ビームとの透過率
の合計を100%とした時の混色光の透過率の割合すな
わち%表示値を混色率と定義する。
As described above, when the ratio of the mixed color light beam to the display light beam to be originally incident on the opening of the corresponding pixel area, that is, the total transmittance of the display light beam and the mixed color light beam is 100%. Is defined as the ratio of the transmittance of the mixed color light, that is, the% display value.

【0019】Rを表示画素としたとき、赤用画素領域に
入射する表示光ビームすなわちR光ビームの透過率をT
r、赤用画素領域に入射する混色光ビームすなわちG光
ビーム及びB光ビームの透過率をそれぞれTg、Tbと
するとき、R光ビームに対する混色率は、(Tg+T
b)/(Tr+Tg+Tb)となる。
When R is a display pixel, the transmittance of the display light beam incident on the red pixel region, that is, the R light beam is represented by T.
r, when the transmissivities of the mixed color light beams incident on the red pixel region, that is, the G light beam and the B light beam are Tg and Tb, respectively, the color mixture ratio for the R light beam is (Tg + T
b) / (Tr + Tg + Tb).

【0020】上述したような液晶プロジェクタにおけ
る、混色率に対する表示色の色純度の低下の様子を図8
のXY色度図に示す。混色率が増加するに従い、表示色
が白すなわちWに近づいていくことがわかる。また、
R、G、Bの3色の中でも、Rにおいては、混色率が0
%の状態からWにいたるまでの距離が長いことから、色
純度の低下が大きいことがわかる。これは、メタルハラ
イドランプの長波長側のスペクトルの強度が小さいため
に、この積算値であるR光ビームの強度がB光ビーム及
びG光ビームに比べて相対的に小さくなり、B光ビーム
及びG光ビームよりも混色しやすくなっているためであ
る。この傾向は、メタルハライドランプのアーク長が短
くなるにつれて増加し、そのスペクトル強度も低下する
ことがわかっている。
FIG. 8 shows how the color purity of the display color decreases with respect to the color mixture ratio in the liquid crystal projector as described above.
The XY chromaticity diagram of FIG. It can be seen that as the color mixing ratio increases, the display color approaches white, ie, approaches W. Also,
Among the three colors of R, G, and B, R has a color mixing ratio of 0.
Since the distance from the% state to W is long, it can be seen that the color purity is greatly reduced. Since the intensity of the spectrum on the long wavelength side of the metal halide lamp is small, the intensity of the R light beam, which is the integrated value, becomes relatively smaller than the B light beam and the G light beam, and the B light beam and the G light beam This is because it is easier to mix colors than a light beam. It has been found that this tendency increases as the arc length of the metal halide lamp decreases, and the spectral intensity also decreases.

【0021】特開平4−60538号には、ダイクロイ
ックミラーを用いることで、カラーフィルタ方式よりも
効率を上げることは開示されているが、前述した表示品
位上の問題については、ほとんど規定されていない。ま
た、光源ランプの発光アークの大きさ、照明系のコンデ
ンサレンズの焦点距離、マイクロレンズの焦点距離によ
る机上計算により集光像が開口部に収まるとのみ記述さ
れている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-60538 discloses that the use of a dichroic mirror increases the efficiency over the color filter system, but the above-mentioned problem in display quality is hardly specified. . Further, it is described that only a condensed image fits in an opening by a desk calculation based on a size of a light emitting arc of a light source lamp, a focal length of a condenser lens of an illumination system, and a focal length of a microlens.

【0022】しかし、実際には、前述したように、マイ
クロレンズの収差による混色の問題と、光の利用効率が
低下するという問題のために、色純度が高く明るいとい
う表示品位の高い液晶プロジェクタの実用化は困難であ
る。
However, in actuality, as described above, due to the problem of color mixing due to microlens aberration and the problem of reduced light use efficiency, a liquid crystal projector with a high display quality and high color purity is bright. Practical application is difficult.

【0023】そこで、この発明は、上記問題点を解決す
るためになされたものであり、カラーフィルタを用いな
い単板式において、相対的に強度の弱い赤色における他
の色の混色を改善し、また、画素領域における開口部と
この開口部に集束する光ビームの集束像との不一致によ
る光量の損失を改善できる表示装置を提供することを目
的としている。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in a single-panel system using no color filter, it is possible to improve color mixing of other colors in red having relatively low intensity. It is another object of the present invention to provide a display device that can reduce a loss of light amount due to a mismatch between an opening in a pixel region and a focused image of a light beam focused on the opening.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、請求項1によれば、光透過率
を制御する光変調層を備えた表示パネルと、光源からの
光源光を、少なくとも第1波長成分の第1光束群と前記
第1光束群より強度が強い第2波長成分の第2光束群と
に分離する分離手段と、前記第1及び第2光束群を前記
表示パネルの所定の透過領域に入射させるとともに、前
記第1光束群を前記所定の透過領域に結像させる結像手
段と、前記表示パネルの光変調層により透過率制御され
た変調光をスクリーンに投射する投射手段と、を備えた
ことを特徴とする表示装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a display panel having a light modulation layer for controlling light transmittance, and a light source from a light source. Separating means for separating light into at least a first light flux group of a first wavelength component and a second light flux group of a second wavelength component having a higher intensity than the first light flux group; Imaging means for causing the first light flux group to form an image on the predetermined transmission area while being incident on a predetermined transmission area of the display panel; and a modulated light whose transmittance is controlled by a light modulation layer of the display panel on a screen. And a projection device for projecting.

【0025】請求項4によれば、画素領域毎に配置され
た第1電極を駆動する駆動手段を備えたアレイ基板、ア
レイ基板に対向配置されているとともに前記第1電極に
対向する第2電極を備えた対向基板、及び前記アレイ基
板と対向基板との間に挟持されているとともに前記第1
電極と第2電極との間の電界強度に応じて前記アレイ基
板側から前記対向基板側に透過する光の透過強度を制御
する液晶層を有する液晶表示パネルと、光源からの光源
光を、少なくとも第1波長成分の第1光束群と前記第1
光束群より強度が強い第2波長成分の第2光束群とに分
離する分離手段と、前記第1及び第2光束群を前記液晶
表示パネルのアレイ基板に設けられた前記画素領域に入
射させるとともに、前記第1光束群を前記画素領域に結
像させる結像手段と、前記液晶表示パネルの液晶層によ
り透過強度が制御された光をスクリーンに投射する投射
手段と、を備えたことを特徴とする表示装置が提供され
る。
According to the fourth aspect, an array substrate provided with driving means for driving the first electrode disposed for each pixel region, and the second electrode disposed to face the array substrate and facing the first electrode An opposing substrate having the first substrate and the first substrate interposed between the array substrate and the opposing substrate.
A liquid crystal display panel having a liquid crystal layer that controls the transmission intensity of light transmitted from the array substrate side to the counter substrate side according to the electric field intensity between the electrode and the second electrode; and at least light source light from a light source. A first light flux group having a first wavelength component and the first light flux group;
Separating means for separating the light into a second light flux group of a second wavelength component having a higher intensity than the light flux group; and causing the first and second light flux groups to enter the pixel region provided on the array substrate of the liquid crystal display panel. Image forming means for forming an image of the first light flux group on the pixel region; and projecting means for projecting light whose transmission intensity is controlled by a liquid crystal layer of the liquid crystal display panel onto a screen. A display device is provided.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明に
係る表示装置、特に投射型液晶表示装置の実施の形態に
ついて詳細に説明する。図1の(a)は、この発明の表
示装置に係る投射型液晶表示装置の構成を概略的に示す
図であり、図1の(b)は、液晶パネルに入射する各色
成分の光ビームの様子を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a display device according to the present invention, particularly, a projection type liquid crystal display device will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a projection type liquid crystal display device according to the display device of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing a light beam of each color component incident on the liquid crystal panel. It is a figure showing a situation.

【0027】すなわち、この投射型液晶表示装置は、図
1の(a)に示すように、光源として機能する光源部1
1、光学手段として機能するコンデンサレンズ16、分
離手段として機能するダイクロイックミラー17、結像
手段として機能するマイクロレンズ18、表示パネルと
して機能する液晶パネル19、投射手段として機能する
フィールドレンズ114及び投射レンズ115、及びス
クリーン116を備えている。
That is, as shown in FIG. 1A, the projection type liquid crystal display device has a light source unit 1 functioning as a light source.
1. Condenser lens 16 functioning as optical means, dichroic mirror 17 functioning as separating means, micro lens 18 functioning as image forming means, liquid crystal panel 19 functioning as display panel, field lens 114 functioning as projecting means, and projection lens 115 and a screen 116.

【0028】光源部11は、光源光としての白色光を発
生するメタルハライドランプ12、発生した白色光を反
射する楕円リフレクタ13、光束補正レンズ14、絞り
15などを有している。また、楕円リフレクタ13に
は、UV光ビーム、IR光ビームをカットする処理が行
われており、光学系の余分な温度上昇を防いでいる。
The light source section 11 has a metal halide lamp 12 for generating white light as light source light, an elliptical reflector 13 for reflecting the generated white light, a light flux correcting lens 14, an aperture 15, and the like. Further, the elliptical reflector 13 is subjected to a process of cutting the UV light beam and the IR light beam, thereby preventing an extra temperature rise of the optical system.

【0029】コンデンサレンズ16は、光源部11にお
ける絞り15を通過した発散性の白色光を略平行化す
る。ダイクロイックミラー17は、白色光を複数の波長
成分すなわち色成分の光束群としての光ビームに分離す
るものであり、白色光から赤、緑、青の各波長成分の光
ビーム、すなわちR光ビーム、G光ビーム、B光ビーム
をそれぞれ分離するように光軸に対してそれぞれ所定の
角度の傾きを持って配置されたダイクロイックミラー1
7R、17G、17Bを有している。
The condenser lens 16 substantially parallelizes the divergent white light that has passed through the stop 15 in the light source unit 11. The dichroic mirror 17 separates the white light into light beams as a plurality of wavelength components, that is, light beams as a luminous flux group of color components. The dichroic mirror 17 emits light beams of red, green, and blue wavelength components from the white light, that is, an R light beam. A dichroic mirror 1 arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis so as to separate the G light beam and the B light beam.
7R, 17G and 17B.

【0030】マイクロレンズ18は、図1の(b)に示
すように、液晶パネル19の対向基板19aの表面に設
けられている。このマイクロレンズ18は、ダイクロイ
ックミラー17によって分離されたR光ビーム112
R、G光ビーム112G、B光ビーム112Bを液晶パ
ネル19内の対応する各画素領域111R、111G、
111Bに導くとともに、各ビームを液晶パネル19内
で結像させる。
The microlenses 18 are provided on the surface of a counter substrate 19a of a liquid crystal panel 19, as shown in FIG. The micro lens 18 is provided with an R light beam 112 separated by the dichroic mirror 17.
The R, G light beam 112G, and B light beam 112B are applied to the corresponding pixel regions 111R, 111G,
The light is guided to 111B, and each beam is imaged in the liquid crystal panel 19.

【0031】マイクロレンズ18による光ビームの集束
作用は、各ビームの色成分すなわち波長範囲によって異
なる。すなわち、一般に、光ビームの波長によって屈折
率が異なるため、波長の異なる光ビームはそれぞれ異な
る位置に集束される。この場合、マイクロレンズ18の
焦点距離は、R光ビーム112Rが液晶パネル19内の
画素領域111Rまたはその近傍に集束されるように設
定されている。つまり、R光ビーム112Rの結像位置
FRが対応する画素領域111Rまたはその近傍に位置
するように設定されている。
The focusing action of the light beam by the micro lens 18 differs depending on the color component of each beam, that is, the wavelength range. That is, since the refractive index generally differs depending on the wavelength of the light beam, the light beams having different wavelengths are focused at different positions. In this case, the focal length of the micro lens 18 is set such that the R light beam 112R is focused on the pixel region 111R in the liquid crystal panel 19 or in the vicinity thereof. That is, the image forming position FR of the R light beam 112R is set so as to be located at or near the corresponding pixel region 111R.

【0032】このため、R光ビーム112Rより波長が
短いG光ビーム112Gの結像位置FG及びB光ビーム
112Bの結像位置FBは、ともにR光ビーム112R
の結像位置FRより短い距離すなわちマイクロレンズ1
8側に位置する。したがって、G光ビーム112Gは、
液晶パネル19内の画素領域111Gよりマイクロレン
ズ18側で結像し、画素領域111Gには、広がりを持
った像が形成される。また、B光ビーム112Bは、G
光ビーム112Gよりさらにマイクロレンズ側で結像
し、画素領域111Bには、G光ビーム112Gよりさ
らに広がりを持った像が形成される。
For this reason, both the image forming position FG of the G light beam 112G having a shorter wavelength than the R light beam 112R and the image forming position FB of the B light beam 112B are the R light beam 112R.
A distance shorter than the imaging position FR of the micro lens 1
Located on the 8th side. Therefore, the G light beam 112G is
An image is formed on the microlens 18 side of the pixel region 111G in the liquid crystal panel 19, and a widened image is formed in the pixel region 111G. The B light beam 112B is
An image is formed further on the microlens side than the light beam 112G, and an image having a wider spread than the G light beam 112G is formed in the pixel region 111B.

【0033】液晶パネル19は、後述するように、第1
電極としいての画素電極及び画素電極を駆動する駆動手
段としての薄膜トランジスタすなわちTFTを備えたア
レイ基板19bと、アレイ基板19bに対向配置されて
いるとともに第2電極としての対向電極を備えた対向基
板19aと、アレイ基板19bと対向基板19aとの間
に挟持された光変調層として機能する液晶層19cとを
有している。アレイ基板19bには、各色成分毎の光ビ
ームが透過するようにそれぞれ対応して設けられた画素
領域111R、111G、111Bが形成されている。
The liquid crystal panel 19 has a first
An array substrate 19b provided with a pixel electrode as an electrode and a thin film transistor or TFT as a driving means for driving the pixel electrode, and a counter substrate 19a disposed opposite to the array substrate 19b and provided with a counter electrode as a second electrode And a liquid crystal layer 19c functioning as a light modulation layer sandwiched between the array substrate 19b and the counter substrate 19a. Pixel regions 111R, 111G, and 111B are provided on the array substrate 19b so as to correspond to light beams of the respective color components.

【0034】フィールドレンズ114は、液晶パネル1
9を透過した各色成分の光ビーム112R、112G、
112Bに集束性を与える。投射レンズ115は、フィ
ールドレンズ114を通過した光ビーム112R、11
2G、112Bをスクリーン116に投射する。
The field lens 114 is connected to the liquid crystal panel 1
9, the light beams 112R and 112G of the respective color components transmitted through
Gives convergence to 112B. The projection lens 115 includes the light beams 112R and 11 that have passed through the field lens 114.
2G and 112B are projected on the screen 116.

【0035】上述したような構造の投射型液晶表示装置
において、光源部11におけるメタルハライドランプ1
2から発生された白色光は、楕円リフレクタ13によっ
て集束性を持たされるように反射され、光束補正レンズ
14及び絞り15を介してコンデンサレンズ16に案内
される。そして、この白色光は、コンデンサレンズ16
により、略平行化され、ダイクロイックミラー17に案
内される。ダイクロイックミラー17では、白色光がそ
れぞれ異なる角度で反射されることにより、赤成分を含
むR光ビーム112R、緑成分を含むG光ビーム112
G、青成分を含むB光ビーム112Bに分離される。
In the projection type liquid crystal display device having the above-described structure, the metal halide lamp 1
The white light generated from 2 is reflected by the elliptical reflector 13 so as to have a converging property, and is guided to the condenser lens 16 via the light flux correcting lens 14 and the diaphragm 15. Then, the white light is transmitted to the condenser lens 16.
, And is guided to the dichroic mirror 17. The dichroic mirror 17 reflects the white light at different angles, so that the R light beam 112R including the red component and the G light beam 112R including the green component.
The light is separated into a B light beam 112B containing G and blue components.

【0036】ダイクロイックミラー17によって分離さ
れた各色成分の光ビーム112R、112G、112B
は、マイクロレンズ18に導かれ、液晶パネル19内に
おいて集束される。このとき、マイクロレンズ18の集
束作用により、R光ビーム112Rは、液晶パネル19
の赤用の画素領域111Rにおけるアレイ基板19b上
またはその近傍に結像され、G光ビーム112Gは、R
光ビーム112Rの結像位置FRよりマイクロレンズ側
に結像され、さらに、B光ビーム112Bは、G光ビー
ム112Gの結像位置FGよりマイクロレンズ側に結像
される。
The light beams 112R, 112G, 112B of the respective color components separated by the dichroic mirror 17
Is guided to the micro lens 18 and is focused in the liquid crystal panel 19. At this time, due to the converging action of the micro lens 18, the R light beam 112R is
Is formed on or near the array substrate 19b in the red pixel region 111R, and the G light beam 112G
The light beam 112R is imaged on the microlens side from the imaging position FR, and the B light beam 112B is imaged on the microlens side from the imaging position FG of the G light beam 112G.

【0037】このため、R光ビーム112Rの集束像が
液晶パネル19のアレイ基板19b上における赤用画素
領域111Rに形成される。また、アレイ基板19b上
における緑用画素領域111Gには、R光ビーム112
Rの集束像より大きなスポット形状のG光ビーム112
Gの像が形成される。さらに、アレイ基板19B上にお
ける青用画素領域111Bには、G光ビーム112Gの
像より大きなスポット形状のB光ビームの像が形成され
る。
Therefore, a focused image of the R light beam 112R is formed in the red pixel region 111R on the array substrate 19b of the liquid crystal panel 19. Further, the R light beam 112 is applied to the green pixel region 111G on the array substrate 19b.
G light beam 112 having a spot shape larger than the focused R image
An image of G is formed. Further, an image of the B light beam having a spot shape larger than that of the G light beam 112G is formed in the blue pixel region 111B on the array substrate 19B.

【0038】そして、表示する画像の画像信号に応じて
液晶パネル19を透過する各光ビーム112R、112
G、112Bの透過率が制御される。液晶パネル19に
おける各画素領域111R、111G、111Bを通過
した各光ビーム112R、112G、112Bは、フィ
ールドレンズ114を介して投射レンズ115によって
スクリーン116に投射される。
Each of the light beams 112R, 112R transmitted through the liquid crystal panel 19 according to the image signal of the image to be displayed.
The transmittance of G and 112B is controlled. The light beams 112R, 112G, and 112B that have passed through the pixel regions 111R, 111G, and 111B in the liquid crystal panel 19 are projected on a screen 116 by a projection lens 115 via a field lens 114.

【0039】このようにして、スクリーン116上に画
像信号に対応したカラー画像が表示される。上述したよ
うな投射型液晶表示装置に適用される液晶パネルは、以
下のように構成されている。
Thus, a color image corresponding to the image signal is displayed on the screen 116. The liquid crystal panel applied to the above-mentioned projection type liquid crystal display device is configured as follows.

【0040】図2は、この投射型液晶表示装置に適用さ
れる液晶パネルの平面図であり、図3は、図2に示した
液晶パネルをA−A’−A線で切断した断面図である。
この液晶パネル19は、アレイ基板19b、対向基板1
9a、及び液晶層19cを有している。
FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal panel applied to the projection type liquid crystal display device, and FIG. 3 is a sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG. 2 taken along line AA'-A. is there.
The liquid crystal panel 19 includes an array substrate 19b, a counter substrate 1
9a and a liquid crystal layer 19c.

【0041】アレイ基板19bは、マトリクス状に配置
される複数の画素電極220、複数の画素電極220の
行に沿って形成される複数の走査線217、複数の画素
電極220の列に沿って形成される複数の信号線21
4、複数の画素電極220が配置される表示領域の周囲
に形成され複数の走査線を順次駆動する図示しない走査
線駆動回路、表示領域の周囲に形成され複数の信号線2
14を駆動する図示しない信号線駆動回路を有する。さ
らに、複数のポリシリコン薄膜トランジスタ(以下、
「ポリシリコンTFT」と略す)215が複数の画素電
極220に対応して複数の走査線217および複数の信
号線214の交差位置付近にそれぞれ形成され、各々対
応走査線217を介して駆動され対応信号線214から
の映像信号電圧を対応画素電極220に供給するスイッ
チング素子として用いられる。
The array substrate 19b is formed along a plurality of pixel electrodes 220 arranged in a matrix, a plurality of scanning lines 217 formed along rows of the plurality of pixel electrodes 220, and a plurality of columns of the plurality of pixel electrodes 220. A plurality of signal lines 21
4. A scanning line driving circuit (not shown) formed around a display area where a plurality of pixel electrodes 220 are arranged and sequentially driving a plurality of scanning lines, and a plurality of signal lines 2 formed around the display area
And a signal line driving circuit (not shown) for driving the driving circuit 14. Further, a plurality of polysilicon thin film transistors (hereinafter, referred to as polysilicon thin film transistors)
215 are formed near the intersections of the plurality of scanning lines 217 and the plurality of signal lines 214 corresponding to the plurality of pixel electrodes 220, respectively, and are driven via the corresponding scanning lines 217, respectively. It is used as a switching element for supplying a video signal voltage from the signal line 214 to the corresponding pixel electrode 220.

【0042】対向基板19aは、複数の画素電極220
に対向する対向電極229を有し、液晶層19cは、ア
レイ基板19bおよび対向基板19aの間に保持されて
いる。マイクロレンズ18は、各々3原色に対応して組
合わされる1組の画素電極220に割当てられ、これら
のマイクロレンズ18がそれぞれの組の画素電極220
に対向する位置において対向基板19aに固定されてい
る。
The opposing substrate 19a includes a plurality of pixel electrodes 220
The liquid crystal layer 19c is held between the array substrate 19b and the counter substrate 19a. The microlenses 18 are assigned to a set of pixel electrodes 220 each associated with one of the three primary colors.
Is fixed to the opposing substrate 19a at a position opposing to.

【0043】ここで、液晶パネル19について製造工程
と共にさらに説明する。ポリシリコンTFT215の半
導体層215Aは、アモルファスシリコン膜をガラス基
板211上にプラズマCVD法(PECVD法)により
約500オングストローム堆積し、脱水素処理をしてか
らレーザ・アニール法により多結晶シリコン化し、さら
に島状にパターニングすることにより形成される。
Here, the liquid crystal panel 19 will be further described together with the manufacturing steps. As the semiconductor layer 215A of the polysilicon TFT 215, an amorphous silicon film is deposited on the glass substrate 211 by about 500 angstroms by a plasma CVD method (PECVD method), dehydrogenated, and then polycrystalline silicon is formed by a laser annealing method. It is formed by patterning in an island shape.

【0044】続いて、約1000オングストローム堆積
されるゲート絶縁膜223でこの半導体層215Aを覆
い、さらに4000オングストローム堆積されるモリブ
デン・タングステン合金(MoW)層でゲート絶縁膜2
23を覆い、このモリブデン・タングステン合金層をパ
ターニングすることにより走査線217が形成される。
Subsequently, the semiconductor layer 215A is covered with a gate insulating film 223 deposited at about 1000 angstroms, and further formed with a molybdenum-tungsten alloy (MoW) layer deposited at 4000 angstroms.
By scanning the molybdenum-tungsten alloy layer, the scanning line 217 is formed.

【0045】TFT215のゲート電極213は、この
走査線217の一部で構成される。不純物がゲート電極
213をマスクとするセルフアラインで半導体層215
Aに注入され、さらに補助容量線218が形成される。
The gate electrode 213 of the TFT 215 is constituted by a part of the scanning line 217. Impurities are self-aligned in the semiconductor layer 215 using the gate electrode 213 as a mask.
A, and the storage capacitance line 218 is formed.

【0046】続いて、第1層間絶縁膜224が走査線2
17上に酸化シリコンを約5000オングストローム堆
積して形成される。第1層間絶縁膜224には、ソース
およびドレイン用コンタクトホール272が形成され
る。
Subsequently, the first interlayer insulating film 224 is
The silicon oxide film 17 is formed by depositing about 5000 Å of silicon oxide. Source and drain contact holes 272 are formed in the first interlayer insulating film 224.

【0047】続いて、信号線214とドレイン電極21
9がMo/Al/Moという多層構造で6000オング
ストロームの厚さとなるように第1層間絶縁膜224上
に形成される。
Subsequently, the signal line 214 and the drain electrode 21
Reference numeral 9 denotes a multilayer structure of Mo / Al / Mo, which is formed on the first interlayer insulating film 224 so as to have a thickness of 6000 Å.

【0048】この後、第2層間絶縁膜225が窒化シリ
コンを約5000オングストローム堆積することにより
形成され、さらに遮光層271が表示領域の遮光を要す
る部位に対応して第2層間絶縁膜225上に形成され
る。
Thereafter, a second interlayer insulating film 225 is formed by depositing silicon nitride by about 5000 angstroms, and a light shielding layer 271 is formed on the second interlayer insulating film 225 corresponding to a portion of the display area which needs to be shielded from light. It is formed.

【0049】続いて、第3層間絶縁膜226がアクリル
樹脂を約2μm堆積することにより形成され、これによ
り表示領域およびその周辺領域の凹凸を平坦化する。こ
の第3層間絶縁膜226は、1〜6μm程度の厚さであ
ることが望ましい。画素電極220は、第2層間絶縁膜
225と第3層間絶縁膜226とを貫通するコンタクト
ホール273を設けてから形成される。尚、第3層間絶
縁膜226は、平坦化が有効に達成できればアクリル樹
脂以外の有機物層あるいはSOG(スピンオンガラス)
等の無機物層を材料として形成されても良い。また、第
3層間絶縁膜226は、有機物層の上に無機物層を重ね
た複合層であっても良い。有機物層は、感光性であれば
工程を短縮できるが、感光性を持たないもでも良い。
Subsequently, a third interlayer insulating film 226 is formed by depositing an acrylic resin to a thickness of about 2 μm, thereby flattening the unevenness in the display area and its peripheral area. This third interlayer insulating film 226 preferably has a thickness of about 1 to 6 μm. The pixel electrode 220 is formed after providing a contact hole 273 penetrating through the second interlayer insulating film 225 and the third interlayer insulating film 226. The third interlayer insulating film 226 is made of an organic material layer other than acrylic resin or SOG (spin-on glass) if flattening can be effectively achieved.
Etc. may be formed as a material. Further, the third interlayer insulating film 226 may be a composite layer in which an inorganic layer is stacked on an organic layer. If the organic material layer is photosensitive, the process can be shortened, but the organic material layer may not be photosensitive.

【0050】上述したような工程により、アレイ基板1
9bが作成される。また、対向基板19aは、コーニン
グ社製無アルカリガラス228(n=1.52)と、透
明な対向電極229をつけたものを、基板厚0.4mm
まで研磨して使用する。
According to the above-described steps, the array substrate 1
9b is created. The counter substrate 19a was prepared by attaching a non-alkali glass 228 (n = 1.52) manufactured by Corning Corporation and a transparent counter electrode 229 to a thickness of 0.4 mm.
Polish until use.

【0051】アレイ基板19bが上述のようにして形成
されると、例えばポリイミドからなる図示しない配向膜
が画素電極220を全体的に覆って形成され、さらに配
向処理される。他方、対向基板19aについても、同様
の配向膜がガラス基板228上に設けられた対向電極2
29を全体的に覆って形成され、配向処理される。この
とき、配向膜は、アレイ基板19bと対向基板19aと
の間に挟持される液晶層19cとしてTN(ツイステッ
ド・ネマチック)型の表示モードを達成するために、各
基板上の液晶が90度ツイストするようにラビング処理
される。
When the array substrate 19b is formed as described above, an alignment film (not shown) made of, for example, polyimide is formed so as to entirely cover the pixel electrode 220, and is subjected to an alignment process. On the other hand, also for the counter substrate 19a, a similar alignment film is provided on the glass substrate 228 for the counter electrode 2a.
29 is formed so as to cover the entire surface and is subjected to an orientation treatment. At this time, in order to achieve a TN (twisted nematic) display mode as a liquid crystal layer 19c sandwiched between the array substrate 19b and the counter substrate 19a, the liquid crystal on each substrate is twisted by 90 degrees. The rubbing process is performed.

【0052】アレイ基板19bと対向基板19aとは、
これら配向膜を内側にいて向い合わされ、貼り合わさ
れ、その後シール材を熱硬化させる。液晶層19cは、
シール材の一部に設けられる液晶注入口から従来から知
られる減圧注入法で液晶を注入し、その後注入口を封止
材を用いて封止することにより形成される。
The array substrate 19b and the counter substrate 19a
These alignment films are faced to each other and bonded together, and then the sealing material is thermally cured. The liquid crystal layer 19c
Liquid crystal is injected by a conventionally known reduced pressure injection method from a liquid crystal injection port provided in a part of a sealing material, and then the injection port is sealed with a sealing material.

【0053】また、アレイ基板19bの表面、及び対向
基板19aの表面には、それぞれ偏向面が直交するよう
に図示しない偏光板が配置されている。一方、この液晶
パネル19に貼り合わせるマイクロレンズ18は、日本
板硝子製のプラナーマイクロレンズアレイを用いた。こ
のマイクロレンズ18は、選択的イオン拡散による屈折
率分布型レンズである。マイクロレンズ形成に用いたガ
ラスは、主成分がソーダガラスで、その厚さは2mmで
ある。
On the surface of the array substrate 19b and on the surface of the counter substrate 19a, polarizing plates (not shown) are arranged such that their deflecting surfaces are orthogonal to each other. On the other hand, as the microlens 18 to be bonded to the liquid crystal panel 19, a planar microlens array made by Nippon Sheet Glass was used. The micro lens 18 is a refractive index distribution type lens by selective ion diffusion. The glass used for forming the microlens is soda glass as a main component, and has a thickness of 2 mm.

【0054】このマイクロレンズ18の下方に液晶パネ
ル19を対向基板19aを上面にして水平配置し、対向
基板面に紫外線硬化タイプの接着剤ロックタイト349
(n=1.54)を塗布し、マイクロレンズ面と密着さ
せた。このとき、マイクロレンズ上面より圧力を加え
て、硬化後のレンズ面と画素開口面との距離、すなわち
接着剤層と対向基板厚との距離は430μmになる様に
設定した。
A liquid crystal panel 19 is horizontally arranged below the microlens 18 with the opposing substrate 19a facing upward, and an ultraviolet-curable adhesive Loctite 349 is provided on the opposing substrate surface.
(N = 1.54) was applied and brought into close contact with the microlens surface. At this time, pressure was applied from the upper surface of the microlens, and the distance between the cured lens surface and the pixel opening surface, that is, the distance between the adhesive layer and the thickness of the counter substrate was set to 430 μm.

【0055】液晶パネル19中のアレイ基板19b上に
設けられた合わせマークとマイクロレンズ18の焦点を
合わせることで所定の位置に合わせた後、4分間紫外線
(370nm、40W)を照射し硬化させる。
The alignment mark provided on the array substrate 19b in the liquid crystal panel 19 is adjusted to a predetermined position by focusing the alignment mark on the microlens 18, and then, is irradiated with ultraviolet rays (370 nm, 40W) for 4 minutes to be cured.

【0056】このマイクロレンズ18は、プラスチック
またはガラスを金型や機械加工によって成形したもので
もよく、平面ガラスに樹脂製のレンズを金型で形成する
タイプのものでも良く、当然平面ガラスをレンズ状にエ
ッチングし、これに樹脂を埋め込むタイプのものに対し
ても当然適用できる。
The micro lens 18 may be formed by molding a plastic or glass by a mold or machining, or may be of a type in which a resin lens is formed on a plane glass by a mold. Naturally, the present invention can also be applied to a type in which a resin is buried therein and a resin is buried therein.

【0057】こうした形成された画素は、画素長71μ
m、画素幅84μm、色画素幅28μm、のデルタ配置
で、画素開口幅16μm、画素開口長40μmという画
素開口が可能になった。
The pixel thus formed has a pixel length of 71 μm.
With a delta arrangement of m, a pixel width of 84 μm, and a color pixel width of 28 μm, a pixel opening having a pixel opening width of 16 μm and a pixel opening length of 40 μm became possible.

【0058】ところで、図7を用いて既に説明したよう
に、従来例において、通常、緑色の波長に最適化されて
いるため、アレイ基板上では、G光ビームの焦点像が小
さく集束され、R光ビーム及びB光ビームの各焦点像は
大きい。このため、G光ビームの透過率が最も高い。
By the way, as already described with reference to FIG. 7, in the conventional example, since the wavelength of green light is usually optimized, the focus image of the G light beam is focused small on the array substrate, and Each focus image of the light beam and the B light beam is large. Therefore, the transmittance of the G light beam is the highest.

【0059】これに対して、この実施の形態の投射型液
晶表示装置のように、赤色の波長に最適化するようにマ
イクロレンズ18の焦点距離を短くした場合、図9に示
すように、アレイ基板上における赤用画素領域901R
上でのR光ビームの焦点像は小さく集束され、緑用画素
領域901G上及び青用画素領域901B上での各G光
ビーム及びB光ビームの各焦点像はR光ビームの焦点像
より大きくなる。このため、R光ビームの透過率が最も
高くなる。
On the other hand, when the focal length of the microlens 18 is shortened so as to optimize the wavelength of red light as in the projection type liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIG. Red pixel area 901R on substrate
The focus image of the R light beam on the upper side is small and focused, and the respective focus images of the G light beam and the B light beam on the green pixel region 901G and the blue pixel region 901B are larger than the focus image of the R light beam. Become. For this reason, the transmittance of the R light beam is highest.

【0060】このような構成の投射型液晶表示装置にお
いて、上述した画素パターンをもつ液晶パネルを製作
し、これにアレイ基板に対する焦点距離を変えたマイク
ロレンズ18を貼り合わせたいくつかのサンプルを作成
し、それぞれのサンプルにおける表示光ビームの透過
率、混色光ビームの透過率、及び混色率を測定した。
In the projection type liquid crystal display device having such a configuration, a liquid crystal panel having the above-described pixel pattern is manufactured, and several samples are prepared by attaching a microlens 18 having a different focal length to the array substrate. Then, the transmittance of the display light beam, the transmittance of the mixed light beam, and the mixed color ratio of each sample were measured.

【0061】混色率は、以下のように定義するものとす
る。すなわち、赤用の画素領域を透過する全光ビームの
透過量に対する混色光ビームの透過量の割合、すなわ
ち、表示光ビーム及び混色光ビームの透過率の合計を1
00%とした時の混色光の透過率の割合すなわち%表示
値を混色率と定義する。
The color mixing ratio is defined as follows. That is, the ratio of the transmission amount of the mixed light beam to the transmission amount of all the light beams transmitted through the red pixel region, that is, the sum of the transmittances of the display light beam and the mixed light beam is 1
The ratio of the transmittance of the mixed color light when it is set to 00%, that is, the% display value is defined as the color mixing ratio.

【0062】赤色を表示画素としたとき、液晶パネルの
赤用画素領域を透過する表示光ビームすなわちR光ビー
ムの透過率をTrとし、この赤用画素領域を透過する混
色光ビームすなわちG光ビーム及びB光ビームの透過率
をTg.Tbとするとき、混色率は、(Tg+Tb)/
(Tr+Tg+Tb)と定義される。
When red is the display pixel, the transmissivity of the display light beam, that is, the R light beam, which passes through the red pixel region of the liquid crystal panel is Tr, and the mixed color light beam, that is, the G light beam, which passes through this red pixel region. And the transmittance of the B light beam is defined as Tg. When Tb is used, the color mixing ratio is (Tg + Tb) /
(Tr + Tg + Tb).

【0063】図10には、アレイ基板の表面からマクロ
レンズの焦点位置までの距離に対する表示光ビーム(R
光ビーム)及び混色光ビーム(G光ビーム及びB光ビー
ム)の透過率の測定結果が示されている。
FIG. 10 shows the display light beam (R) with respect to the distance from the surface of the array substrate to the focal position of the macro lens.
The measurement results of the transmittance of the light beam (light beam) and the mixed color light beam (G light beam and B light beam) are shown.

【0064】なお、図10において、横軸は、マイクロ
レンズの焦点位置がアレイ基板より後方すなわちスクリ
ーン側を正とし、マクロレンズの焦点位置がアレイ基板
より前方すなわち対向基板側を負とした。
In FIG. 10, the abscissa indicates that the focal position of the micro lens is behind the array substrate, that is, the screen side is positive, and the focal position of the macro lens is forward of the array substrate, that is, the counter substrate side is negative.

【0065】図10に示すように、アレイ基板表面上か
ら焦点位置までの距離が離れた場合でも、混色光ビーム
の増加率はさほど大きくなく、逆に表示光ビームの透過
率の低下率の方が高いことがわかった。
As shown in FIG. 10, even when the distance from the surface of the array substrate to the focal position is large, the increase rate of the mixed color light beam is not so large, and conversely, the decrease rate of the transmittance of the display light beam is smaller. Was found to be high.

【0066】従って、図11に示すように、混色率を低
く抑えることが可能となる。この結果から、対向基板厚
に対してマイクロレンズの焦点距離を変えた場合、マイ
クロレンズの焦点距離は、赤の波長を最適化するように
R光ビームの結像位置が赤用の画素領域内に位置するよ
うに設定することにより、透過率が向上し、混色率が低
下することがわかる。この発明を適用することで、カラ
ーフィルタを用いない単板式の投射型液晶表示装置にお
いて、光源として使用しているメタルハライドランプの
長波長側の光強度が少ない為に混色が同率で起こった場
合、赤色の純度低下が著しくなるという問題点を解決
し、色純度が高くて明るい、表示品位の高い液晶プロジ
ェクタを実現することができる。
Therefore, as shown in FIG. 11, it is possible to suppress the color mixing ratio to a low value. From this result, when the focal length of the microlens is changed with respect to the thickness of the counter substrate, the focal length of the microlens is adjusted so that the image position of the R light beam is in the red pixel region so as to optimize the red wavelength. It can be seen that the transmittance is improved and the color mixture ratio is reduced by setting the position to be. By applying the present invention, in a single-panel projection liquid crystal display device that does not use a color filter, if the color mixture occurs at the same rate because the light intensity on the long wavelength side of the metal halide lamp used as the light source is small, It is possible to solve the problem that the reduction in red purity is remarkable, and to realize a liquid crystal projector with high color purity and high brightness and high display quality.

【0067】また、上述した測定において、混色率が最
も小さい最適化された状態の焦点距離を有するマイクロ
レンズを備えた投射型液晶表示装置を用いて、照明角に
対する混色率を測定した。ここで、照明角とは、マイク
ロレンズに入射する各光ビームの入射角であり、マイク
ロレンズのレンズ中心を通る光軸に対する広がり角度で
示している。図4には、照明角に対する混色率の測定結
果が示されている。図4に示すように、この実施の形態
の投射型液晶表示装置における照明角に対する混色率の
測定結果Aは、照明角が0度乃至3度の範囲で従来例の
測定結果Bより低くなった。例えば、照明角が1.6度
のとき、混色率は、従来例における2%から1.2%ま
で減少した。
In the above-mentioned measurement, the color mixture ratio with respect to the illumination angle was measured using a projection type liquid crystal display device having a microlens having an optimized focal length with the smallest color mixture ratio. Here, the illumination angle is an incident angle of each light beam incident on the microlens, and is indicated by a spread angle with respect to an optical axis passing through the lens center of the microlens. FIG. 4 shows a measurement result of the color mixing ratio with respect to the illumination angle. As shown in FIG. 4, the measurement result A of the color mixture ratio with respect to the illumination angle in the projection type liquid crystal display device of this embodiment was lower than the measurement result B of the conventional example in the illumination angle range of 0 to 3 degrees. . For example, when the illumination angle is 1.6 degrees, the color mixture ratio is reduced from 2% in the conventional example to 1.2%.

【0068】この混色率が変化した時の色純度を図5の
色度座標に示す。図5中において、原色とあるのが、ダ
イクロイックミラーから反射された光の色すなわちR光
ビーム、G光ビーム、及びB光ビームそのものであり、
それに対して、従来の方式及び本発明例による液晶パネ
ルを通過した表示色ビームの色純度をそれぞれ示す。
The color purity when the color mixture ratio changes is shown in the chromaticity coordinates of FIG. In FIG. 5, the primary colors are the colors of the light reflected from the dichroic mirror, that is, the R light beam, the G light beam, and the B light beam itself,
On the other hand, the color purity of the display color beam passing through the liquid crystal panel according to the conventional method and the present invention is shown.

【0069】図5に示すように、本発明例による表示色
ビームの色純度は、原色の色純度に極めて近く、混色に
よる色純度の低下が抑制されていることが分かる。この
測定結果より、この実施の形態による投射型液晶表示装
置は、良好な色純度特性を示すことが分かる。
As shown in FIG. 5, the color purity of the display color beam according to the example of the present invention is very close to the color purity of the primary color, and it can be seen that the decrease in color purity due to color mixing is suppressed. From this measurement result, it can be seen that the projection type liquid crystal display device according to the present embodiment shows good color purity characteristics.

【0070】上述したように、この発明の投射型液晶表
示装置によれば、メタルハライドランプが長波長側のス
ペクトルの強度が少ない為に赤色の色純度低下が著しく
なるという問題を解決し、表示色の色純度が良く、明る
く表示品位の高いカラーフィルタを用いない単板式の液
晶プロジェクタを実現することができる。
As described above, according to the projection type liquid crystal display device of the present invention, the problem that the metal halide lamp has a low spectral intensity on the long wavelength side and the red color purity is remarkably reduced is solved. A single-panel liquid crystal projector that does not use a color filter with good color purity and high brightness and high display quality can be realized.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、カラーフィルタを用いない単板式において、相対的
に強度の弱い赤色における他の色の混色を改善し、ま
た、画素領域における開口部とこの開口部に集束する光
ビームの集束像との不一致による光量の損失を改善でき
る表示装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, in a single-panel system using no color filter, it is possible to improve the color mixture of other colors in red having a relatively low intensity and to improve the aperture in the pixel region. And a display device capable of improving the loss of the light amount due to the mismatch between the light beam focused on the aperture and the focused image of the light beam.

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

【図1】図1の(a)は、この発明の表示装置に係る投
射型液晶表示装置の構成を概略的に示す図であり、図1
の(b)は、液晶パネルに入射する各色成分の光ビーム
の様子を示す図である。
FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a projection type liquid crystal display device according to a display device of the present invention.
(B) is a diagram showing a state of a light beam of each color component incident on the liquid crystal panel.

【図2】図2は、図1に示した投射型液晶表示装置に適
用される液晶パネルの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal panel applied to the projection type liquid crystal display device shown in FIG.

【図3】図3は、図2に示した液晶パネルをA−A’−
A線で切断した断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by the A line.

【図4】図4は、従来の表示装置及びこの発明の表示装
置における照明角に対する混色率の測定結果を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing measurement results of a color mixing ratio with respect to an illumination angle in a conventional display device and the display device of the present invention.

【図5】図5は、原色に対する従来の表示装置及びこの
発明の表示装置における色純度を示す色度座標図であ
る。
FIG. 5 is a chromaticity coordinate diagram showing the color purity of the conventional display device and the display device of the present invention for the primary colors.

【図6】図6の(a)は、従来の表示装置における投射
型液晶表示装置の構成を概略的に示す図であり、図6の
(b)は、液晶パネルに入射する各色成分の光ビームの
様子を示す図である。
6A is a diagram schematically showing a configuration of a projection type liquid crystal display device in a conventional display device, and FIG. 6B is a diagram showing light of each color component incident on a liquid crystal panel. It is a figure showing a situation of a beam.

【図7】図7は、図6に示した表示装置のアレイ基板上
における各色成分の光ビームの集束像を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a focused image of a light beam of each color component on an array substrate of the display device shown in FIG. 6;

【図8】図8は、従来の表示装置における混色による色
純度の低下を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a decrease in color purity due to color mixing in a conventional display device.

【図9】図9は、図1に示した表示装置のアレイ基板上
における各色成分の光ビームの集束像を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a focused image of a light beam of each color component on an array substrate of the display device illustrated in FIG. 1;

【図10】図10は、図1に示した表示装置におけるア
レイ基板の表面からマクロレンズの焦点位置までの距離
に対する表示光ビーム(R光ビーム)及び混色光ビーム
(G光ビーム及びB光ビーム)の透過率の測定結果を示
す図である。
10 shows a display light beam (R light beam) and a mixed color light beam (G light beam and B light beam) with respect to the distance from the surface of the array substrate to the focal position of the macro lens in the display device shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing the measurement results of the transmittance of FIG.

【図11】図11は、図1に示した表示装置における混
色率の測定結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a measurement result of a color mixture ratio in the display device illustrated in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…光源部 17…ダイクロイックミラー 18…マイクロレンズ 19…液晶パネル 19a…対向基板 19b…アレイ基板 19c…液晶層 111(R、G、B)…画素領域 11 light source unit 17 dichroic mirror 18 microlens 19 liquid crystal panel 19a counter substrate 19b array substrate 19c liquid crystal layer 111 (R, G, B) pixel area

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光透過率を制御する光変調層を備えた表示
パネルと、 光源からの光源光を、少なくとも第1波長成分の第1光
束群と前記第1光束群より強度が強い第2波長成分の第
2光束群とに分離する分離手段と、 前記第1及び第2光束群を前記表示パネルの所定の透過
領域に入射させるとともに、前記第1光束群を前記所定
の透過領域に結像させる結像手段と、 前記表示パネルの光変調層により透過率制御された変調
光をスクリーンに投射する投射手段と、 を備えたことを特徴とする表示装置。
1. A display panel having a light modulation layer for controlling light transmittance, a light source light from a light source, a first light flux group of at least a first wavelength component, and a second light flux group having a higher intensity than the first light flux group. Separating means for separating the first and second light flux groups into a predetermined transmission area of the display panel; and separating the first light flux group into the predetermined transmission area. A display device comprising: an image forming unit that forms an image; and a projecting unit that projects modulated light whose transmittance is controlled by a light modulation layer of the display panel onto a screen.
【請求項2】前記第1波長成分は、前記第2波長成分よ
り長波長であるとともに、前記結像手段は、前記第2光
束群を前記第1光束群が結像される位置より短い距離で
結像させることを特徴とする請求項1に記載の表示装
置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first wavelength component has a longer wavelength than the second wavelength component, and the imaging unit moves the second light flux group a distance shorter than a position where the first light flux image is formed. The display device according to claim 1, wherein the image is formed by:
【請求項3】前記表示パネルに入射する前記第1及び第
2光束群を光軸に対して3度以内の広がり角度を有する
略平行光束群に変換する光学手段を備えたことを特徴と
する請求項1に記載の表示装置。
3. An optical unit for converting the first and second light beams incident on the display panel into a substantially parallel light beam group having a spread angle of 3 degrees or less with respect to an optical axis. The display device according to claim 1.
【請求項4】画素領域毎に配置された第1電極を駆動す
る駆動手段を備えたアレイ基板、アレイ基板に対向配置
されているとともに前記第1電極に対向する第2電極を
備えた対向基板、及び前記アレイ基板と対向基板との間
に挟持されているとともに前記第1電極と第2電極との
間の電界強度に応じて前記アレイ基板側から前記対向基
板側に透過する光の透過強度を制御する液晶層を有する
液晶表示パネルと、 光源からの光源光を、少なくとも第1波長成分の第1光
束群と前記第1光束群より強度が強い第2波長成分の第
2光束群とに分離する分離手段と、 前記第1及び第2光束群を前記液晶表示パネルのアレイ
基板に設けられた前記画素領域に入射させるとともに、
前記第1光束群を前記画素領域に結像させる結像手段
と、 前記液晶表示パネルの液晶層により透過強度が制御され
た光をスクリーンに投射する投射手段と、 を備えたことを特徴とする表示装置。
4. An array substrate provided with driving means for driving a first electrode disposed for each pixel region, and a counter substrate provided with a second electrode opposed to the array substrate and opposed to the first electrode. And the transmission intensity of light that is sandwiched between the array substrate and the opposing substrate and that transmits from the array substrate side to the opposing substrate side according to the electric field intensity between the first electrode and the second electrode. A liquid crystal display panel having a liquid crystal layer for controlling a light source, a light source light from a light source being converted into at least a first light flux group of a first wavelength component and a second light flux group of a second wavelength component having a higher intensity than the first light flux group. Separating means for separating, the first and second light flux groups being incident on the pixel region provided on an array substrate of the liquid crystal display panel,
Imaging means for forming an image of the first light flux group on the pixel area; and projection means for projecting light whose transmission intensity is controlled by a liquid crystal layer of the liquid crystal display panel onto a screen. Display device.
【請求項5】前記第1波長成分は、前記第2波長成分よ
り長波長であるとともに、前記結像手段は、前記第2光
束群を前記第1光束群が結像される位置より短い距離で
結像させることを特徴とする請求項4に記載の表示装
置。
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first wavelength component has a longer wavelength than the second wavelength component, and the imaging unit moves the second light flux group a distance shorter than a position where the first light flux group is imaged. The display device according to claim 4, wherein the image is formed by:
【請求項6】前記液晶表示パネルに入射する前記第1及
び第2光束群を光軸に対して3度以内の広がり角度を有
する略平行光束群に変換する光学手段を備えたことを特
徴とする請求項4に記載の表示装置。
6. An optical means for converting the first and second light fluxes incident on the liquid crystal display panel into substantially parallel light fluxes having a spread angle of 3 degrees or less with respect to an optical axis. The display device according to claim 4.
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