JP2002055322A

JP2002055322A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002055322A
Application number: JP2000240696A
Authority: JP
Inventors: Takanori Watanabe; 高典渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】投射型液晶表示装置において、光源からの光
を効率よく利用し、高品位で明るい画像を表示する。【解決手段】面発光レーザー素子からなる面発光体５
２を複数備えた面発光アレイ基板を光源１０として用
い、該面発光体５２の配列ピッチと透過型液晶パネル２
０の画素の開口部４３のピッチを同一となるように構成
し、各開口部４３に面発光体５２を対応させ、さらに、
面発光体５２に対応するマイクロレンズ６１を備えたマ
イクロレンズアレイ６２を配置して、各面発光体５２か
らの発光を対応する開口部２０に集光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルに光源
から光を照射し、出射された変調光をレンズで集光して
スクリーンに拡大投影する投射型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルを用いたディスプレイは、薄
い平面型に形成できて小型、軽量化できることから、Ｃ
ＲＴに替わる表示装置として産業上の開発、応用が進ん
でいる。

【０００３】特に、プロジェクションタイプ（投射型）
の表示装置として、液晶パネルの利用価値が高まってい
る。しかしながら、液晶パネルを用いたプロジェクタの
開発では、光源のサイズが問題になる。即ち、効率良く
液晶パネルに光を照明してスクリーン上に投射するに
は、液晶パネルに平行な光を照射することが望ましいも
のの、光源がいわゆる理想的な点光源ではないために、
十分に平行な光束を得ることが難しいという問題があ
る。

【０００４】また、液晶パネルには、透過型と反射型の
液晶パネルがあるが、特に透過型の場合、画素スイッチ
ングトランジスタの上など、遮光の必要な部分があって
開口率を１００％にすることは不可能である。このた
め、マイクロレンズの配列を各画素上に設けるなど、実
質的に開口率を向上させるようにした技術の提案がある
が、その場合でも光源が点光源でないことから画素電極
上の光束の広がりは大きさを持ち、実質的な開口率を１
００％にすることは不可能である。

【０００５】反射型の液晶パネルでは、透過型に比べて
この問題には有利ではあるが、液晶のディスクリネーシ
ョンの影響により光利用効率が下がったりコントラスト
が劣化するという問題が発生する。

【０００６】そこで、例えば特開平１０−２９３５４５
号などの公報に見られるように、位相がよくそろってい
て収束性が高いレーザ光を光源とすることで光利用効率
を向上した技術が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たレーザ光源を用いた投射型液晶表示装置においては、
以下のような問題があった。（１）レーザ光を液晶パネルに均一に照射するための光
学系が大がかりで、表示装置の小型化、軽量化を妨げる
要因になっている。（２）レーザ光を液晶パネルに照射すると、画素電極の
配列による干渉が生じて、画素ピッチに対応する縞がス
クリーン上に発生したり、回折による画像のぼけやコン
トラストの低下を引き起こす。（３）レーザ光をレンズ等の集光手段により液晶パネル
の表示領域全面に照射する構成では、照明領域は円形で
あるが表示領域は四辺形なので、図１３に示すように、
表示領域１３１の外接円となる設定に照明領域１３２を
設ける必要があり、光量損失が発生する。例えば、表示
領域を４：３の四辺形に設定すると、外接円と四辺形の
面積比は２．５²×π：３×４となり、投射に利用し得
る効率は光源光束の６１％となる。残りの光は表示領域
１３１外側の斜線部領域に照射されることになり損失と
なる。この問題は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、
メタルハライドランプなどのランプを光源とした場合に
も発生する本質的な問題であり、レーザ光をレンズ等で
広げた場合にも同様である。

【０００８】また、透過型液晶パネルの設計では、光の
損失を少なくするために各画素の開口部が大きいことが
要求される。しかしながら、配線及びトランジスタ上は
遮光の必要があり、この部分は開口部とすることができ
ない。そして、液晶パネルに強い光を照射する投射型液
晶表示装置への適用では、画素スイッチングトランジス
タの光リークが問題となり、遮光領域はトランジスタよ
りも大きくとらなくてはならない。高精細化や小型化を
図る場合には、画素のピッチは小さくなり、開口部がさ
らに小さくなることから光の利用効率は極めて低くなっ
てしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、画素の開口部に効率よく光を照射し、明
るく高品位な表示が得られ、小型化、軽量化が可能な投
射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶を挟持してなり、複数の画素を備えた液晶パネル
と、該液晶パネルに光を照射する光源と、該液晶パネル
からの変調光を集光してスクリーンに投射する投射手段
と、を備えた投射型の液晶表示装置であって、上記光源
が面発光レーザー素子からなる面発光体を複数配列して
なる発光アレイ基板であり、該発光アレイ基板の発光領
域と上記液晶パネルの表示領域とが、互いに重複する同
形状或いは相似形であることを特徴とする液晶表示装置
である。

【００１１】上記本発明は、下記の形態を好ましい態様
として含むものである。上記液晶パネルが透過型であ
り、赤、青、緑の各色について光源と液晶パネルとを備
えた形態。上記液晶パネルと発光アレイ基板との間に、
該発光アレイ基板からの光を散乱する散乱板を設けた形
態。上記液晶パネルの画素の開口部の配列ピッチと発光
アレイ基板の面発光体の配列ピッチとが同一であり、各
画素の開口部に対応して面発光体が配置されている形
態。上記液晶パネルと発光アレイ基板との間に、該液晶
パネルの各画素の開口部に対応するマイクロレンズを複
数配列してなるマイクロレンズアレイ基板を設けた形
態。上記液晶パネルの光出射側に、該液晶パネルの各画
素の開口部に対応するマイクロレンズを複数配列してな
るマイクロレンズアレイ基板を設けた形態。上記液晶パ
ネルが透過型であり、該液晶パネルの各画素の開口部に
赤、青、緑で一組の面発光体が対応して配置され、該液
晶パネルと発光アレイ基板との間に、該液晶パネルの各
画素の開口部に対応するマイクロレンズを複数配列して
なるマイクロレンズアレイ基板を設け、液晶パネルの液
晶の応答に同期して、面発光体を順次発光させることに
より、時分割でフルカラー表示を行う形態。上記液晶パ
ネルが透過型であり、発光アレイ基板が、赤、青、緑の
面発光体を有し、上記液晶パネルの画素の開口部の配列
ピッチと発光アレイ基板の面発光体の配列ピッチとが同
一であり、液晶パネルの各画素の開口部に対応して面発
光体が配置され、空間分割によってフルカラー表示を行
う形態。

【００１２】下記の形態も好ましい態様として含むもの
である。本発明は、上記液晶パネルが反射型であり、
赤、青、緑の各色について光源と液晶パネルとを備えた
形態。上記液晶パネルが反射型であり、赤、青、緑の各
色の光源を備え、液晶パネルの液晶の応答に同期して、
各光源を順次発光させることにより、時分割でフルカラ
ー表示を行う形態。上記液晶パネルが反射型であり、発
光アレイ基板が、赤、青、緑の面発光体を有し、上記液
晶パネルの画素の開口部の配列ピッチと発光アレイ基板
の面発光体の配列ピッチとが同一であり、液晶パネルの
各画素の開口部に対応して面発光体が配置され、空間分
割によってフルカラー表示を行う形態。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の液晶表示装置の
好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。

【００１４】（実施形態１）図１に本発明第一の実施形
態の概略図を示す。図中、７はクロスダイクロイックプ
リズム、８はスクリーン、９は投影レンズ、１１〜１３
は液晶パネル、２１〜２３は光源である。本実施形態
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について透過型液晶パネルと光源
とを備えた３枚方式でフルカラー表示を行う装置であ
り、該液晶パネルにて変調した光を、本発明にかかる投
射手段であるクロスダイクロイックプリズム７と投影レ
ンズ９によってスクリーン８上に投射するように構成さ
れている。各部材について説明する。

【００１５】本発明において用いられる、光源２１〜２
３は面発光体を複数配列してなる発光アレイ基板であ
り、本実施形態では、光源２１がＲ光を、光源２２がＧ
光を、光源２３がＢ光を発光する。本発明で用いられる
面発光体は、面発光レーザ素子からなり、具体的には、
応用物理、６６〔２〕（１９７７）ｐ．１１７−１２２
に示されるような光源が実施可能である。また、該面発
光レーザ素子の発行部の大きさは、数μｍ〜数十μｍ程
度のものが形成可能であり、これを平面上に配列して、
光源２１〜２３を形成する。

【００１６】液晶パネル１１〜１３は透過型であり、例
えばアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルが好ま
しく用いられ、必要に応じて適宜、光入射側及び／また
は出射側両側に偏光板（不図示）が配置される。これら
の液晶パネル１１〜１３には光源２１〜２３より所定の
色の光が照射され、該液晶パネル１１〜１３によって変
調され、各パネルの映像がクロスダイクロイックプリズ
ム７により合成された後、投影レンズ９を通ってスクリ
ーン８上に投射される。

【００１７】液晶パネル１１〜１３の構成例を、図２に
示す。図２は断面模式図であり、図中、４１、４８は透
明基板、４２は遮光部、４３は画素の開口部、４４は画
素電極、４５、４６は配向膜、４７は液晶層、４８は共
通電極である。

【００１８】図２において、各画素電極４４にはＴＦＴ
等スイッチング素子（不図示）が接続されており、該ス
イッチング素子を介して画素電極４４に所望の映像信号
が印加され、該信号によって当該画素電極４４に対応す
る領域の液晶の配向が制御される。

【００１９】尚、本発明において用いられる液晶パネル
の構成は図２の構成に限定されるものではなく、従来の
液晶表示装置に用いられていた構成を好ましく適用する
ことができる。また、用いる液晶のモードも特に限定さ
れない。

【００２０】本発明の液晶表示装置では、光源２１〜２
３が面発光体を用いた発光アレイ基板であるため、該光
源２１〜２３の大きさが液晶パネル２１〜２３とおおむ
ね同じであり、各色について光源と液晶パネルとを互い
に近接して配置することが可能であり、光源から液晶パ
ネルの全面に光を照射するための光学系が不要であり、
装置の小型化、軽量化が可能になる。

【００２１】また、本発明では、液晶パネル１１〜１３
の表示領域と、光源２１〜２３の発光領域とを、互いに
重複する同形状或いは相似形とする。これにより、光源
２１〜２３の発生する光を効率よく液晶パネル１１〜１
３の表示領域に照射することができ、省電力で明るい画
像を表示することができる。

【００２２】本実施形態では、スクリーン８を透過型ス
クリーンとしたリアプロジェクションディスプレイ、或
いは、反射型スクリーンとしたフロントプロジェクショ
ンディスプレイのいずれでも構成可能である。

【００２３】（実施形態２）図３に、本発明における光
源と液晶パネルの構成例を示す。図３は、断面模式図で
あり、図中の１０は液晶パネル、２０は光源、５０は偏
光板、５１は散乱板、５２は面発光体である。また、図
２と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
尚、液晶パネル１０については、図２の例示を含めて従
来の液晶パネルが用いられるが、図３及び後述の図４〜
６、８においては、本発明の特徴的な構成にかかる遮光
部４２と開口部４３のみを示し、他の部材については便
宜上省略する。また、光源２０については、面発光体５
２のみを示し、配線や実装用のパッド等は便宜上省略す
る。

【００２４】図３に示した構成は、先に説明した第一の
実施形態の液晶パネル１１〜１３と光源２１〜２３の構
成として適用することができる。図３に示したように、
本発明に用いられる光源２０は面発光体５２が複数配列
されている。本例では、面発光体５２と液晶パネル１０
の各画素の開口部４３とは１：１対応していない。そこ
で、散乱板５１を液晶パネル１０と光源２０との間に配
置することにより、面発光体５２からの光の干渉、回折
現象を緩和している。偏光板５０は面発光体５２を構成
する面発光レーザー素子の偏光度が十分に高い場合には
無くてもかまわない。

【００２５】（実施形態３）先の実施形態２では、散乱
板５１を配置することで光源２０からの光の干渉、回折
現象を緩和しているが、本例では、画素の開口部４３の
ピッチと面発光体５２のピッチとを一致させ、各開口部
４３に面発光体５２を対応させることで上記干渉、回折
現象を緩和することができる。図４にその構成例を模式
的に示す。図中の符号は図３と同様である。

【００２６】本例においても、偏光板５０を液晶パネル
１０と光源２０との間に配置することによって、表示の
コントラストを高めることができるが、本発明において
は面発光体５２が面発光レーザー素子であるため、その
偏光を用いることで偏光板５０を配置しない構成も可能
である。

【００２７】本例においては、液晶パネル１０の画素の
開口部４３に対応する位置に面発光体５２が配置されて
いるため、各面発光体５２から放出された光は対応する
開口部４３のみから出射される。そのため、開口部４３
のピッチ、即ち画素ピッチによる光の干渉、回折現象を
低減することができる。

【００２８】（実施形態４）透過型液晶パネルを設計す
る際に、光の損失を低減するためには、各画素の開口部
が大きいことが要求されるが、配線やＴＦＴ上を遮光す
る必要があり、この領域を開口することができない。ま
た、ＴＦＴを用いて構成された液晶パネルに強い光を照
射すると、投射型の液晶表示装置では、ＴＦＴの光リー
クが問題となるため、遮光領域はトランジスタよりも大
きくとらなければならない。また、高精細化や小型化を
図る場合には、画素のピッチが小さくなり、開口部がさ
らに小さくなるという問題が生じる。

【００２９】本例では、実施形態３の面発光体５２上に
マイクロレンズを配置することで、対応する液晶パネル
１０の画素の開口部４３へ面発光体５２からの光を集光
し、開口部４３が小さくなった場合にも光利用効率を低
下させることなく、省電力で明るい表示を実現するもの
である。

【００３０】図５に、本例の構成を模式的に示す。図中
６１はマイクロレンズ、６２はマイクロレンズ６１を複
数配列してなるマイクロレンズアレイである。また、図
２〜４と同じ部材には同じ符号を付した。

【００３１】光の干渉は、面発光体５２から出射された
光が、該面発光体５２に対応する位置の開口部４２を透
過する場合の光路長と、その隣接画素の開口部４２に漏
れて透過する場合の光路長の差によって起こるため、隣
接画素の開口部４２に漏れる光の量が減少すれば、光の
干渉強度も減少する。本例では、マイクロレンズ６１は
面発光体５２及び開口部４３に対応して配置されている
ため、開口部４３に比べて面発光体５２を広く形成した
場合でも、面発光体５２からの光はマイクロレンズ６１
によって集光され、隣接画素の開口部４３に光が漏れる
ことが無く、よって、画素ピッチに伴う干渉、回折現象
が良好に抑制される。

【００３２】本例では、マイクロレンズアレイ６２を光
源２０上に設けているが、液晶パネル２０の光源側に配
置することも、光の利用効率を向上させる効果があり、
好ましい形態である。

【００３３】（実施形態５）実施形態４の構成では、液
晶パネル１０から出射される光は平行光にならず、広が
りを持ってしまう。そのため、本構成を図１の装置に適
用した場合には、投影レンズ９として口径の大きいもの
を使用しなくてはならない。このことは、コストアップ
や装置の大型化を招く原因となる。

【００３４】本例は、液晶パネル１０の光出射側にマイ
クロレンズを配置してこれを改善した構成例である。図
６に本例の構成を模式的を示す。図中、７１はマイクロ
レンズ、７２はマイクロレンズ７１を複数配置してなる
マイクロレンズアレイであり、図２〜図５と同じ部材に
は同じ符号を付した。

【００３５】本例においては、図５の構成と同様に、面
発光体５２からの光はマイクロレンズ６１によって開口
部４３に集光されるが、本例では、液晶パネル１０の光
出射側に、開口部４３に対応する位置にマイクロレンズ
７１を備えたマイクロレンズアレイ７２を配置している
ため、該マイクロレンズ７１によって開口部４３を透過
した光は再び平行光として出射される。そのため、投影
レンズ９の口径を大きくする必要がなく、スクリーン８
上に投影することが可能となる。

【００３６】尚、本実施形態の構成を実施する上で、開
口部４３とマイクロレンズ７１とを精度良くアライメン
トする必要があり、マイクロレンズアレイ６２と液晶パ
ネル１０にそれぞれアライメントマークを形成して、精
度良くアライメントすることが望ましい。

【００３７】（実施形態６）実施形態１では、液晶パネ
ルと光源とをＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に一組ずつ備えた３枚
方式でフルカラー表示を行うが、本発明の液晶表示装置
は、１枚の液晶パネルでフルカラー表示する単板方式に
も適用することが可能である。図７にその全体構成の概
略図を示す。図中、７０はＲ、Ｇ、Ｂの３色の面発光体
を有する光源であり、図１〜図６と同じ部材には同じ符
号を付した。

【００３８】本例では、光源７０がコンパクトであり、
また、複数の液晶パネルからの映像を合成するための合
成系（図１の構成ではクロスダイクロイックプリズム７
がこれに相当する）が不要で、小型の装置とすることが
できる。さらに、複数の液晶パネルからの画像を重ねる
際の画像のずれ（レジずれ）が発生することが無く、高
い調整制度が不要で、簡便な機構で良いため、安価に製
造することができ、生産性が高い。また、衝撃などによ
るレジずれが発生することがなく、携帯用として用いて
も安定して高品位な画像を表示することが可能である。

【００３９】本装置において、液晶パネル１０の開口部
に対応する領域の液晶（不図示）の透過率は、当該開口
部に対応する画素電極（不図示）に印加された映像信号
により制御されるが、画素電極には、時分割により、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の映像信号が順次印加される。次い
で、印加された映像信号に対応する色の面発光体を発光
させて、Ｒ、Ｇ、Ｂ順次表示された画像が観察者には合
成されたフルカラー表示として観察される。

【００４０】また、本例の液晶パネル１０において、各
画素にバッファ回路を設けておくことで、任意の色の表
示期間に次に表示する色の情報信号を各画素に印加し
て、全面一括書き込みで表示を行うことができる。この
全面一括書き込み手段については、例えば、特開平９−
２８８２６１号公報に開示されている手段を用いること
ができる。

【００４１】また、図８に、本例の装置構成に好ましい
液晶パネル１０と光源７０の詳細な構成を示す。図８
中、８１はマイクロレンズ、８２はマイクロレンズ８１
を複数配置してなるマイクロレンズアレイである。本例
では、画素の開口部４３に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の
面発光体８３〜８５が３色一組で対応配置されている。
各面発光体８３〜８５からの光は対応するマイクロレン
ズ８１を通って開口部４３に入射され、変調される。
尚、本例では光源２０上にマイクロレンズアレイ８２を
配置しているが、マイクロレンズアレイ８２は用いなく
ても表示を行うことができる。

【００４２】図８の構成では、各画素の開口部４３に対
応して各色の面発光体８３〜８５が配置されているた
め、線順次に映像信号を画素電極に印加し、これに同期
して当該映像信号に対応する色の面発光体を発光させる
ことにより、全面一括書き込みと同様の明るい画像を表
示することができる。当該駆動方式の様子を図９に示
す。図中、９１は画素の開口部を示す。また、図１０に
本方式のタイミングチャートを示す。

【００４３】本例では、各画素行Ｌ₁、Ｌ₂、…Ｌ₇の画
素電極に線順次で映像信号を書き込んでゆくため、液晶
パネルの上部と下部では映像信号の書き込まれるタイミ
ングが異なる。また、液晶は応答に時間がかかるため、
過渡的な部分も生じる。図９はその様子を示す図であ
り、例えばＬ₁〜Ｌ₄はＧ光による映像を表示しており、
Ｌ₅は過渡的に液晶が応答している状況である。また、
Ｌ₆、Ｌ₇は前の光（例えばＲ光）による映像が表示され
ている。Ｌ₅については対応する面発光体は発光してい
ない。

【００４４】図１０は、上記Ｌ₁とＬ₇のタイミングチャ
ートであり、ＴはＬ₁、Ｌ₇中の任意の画素の透過率変化
を最暗状態を０％として示しており、Ｒ、Ｇ、Ｂは各色
の面発光体の発光タイミングを示す。図９は図１０の時
刻ｔにおける表示状況を示している。本例では、液晶の
応答の過渡的な部分には光が当たらず、また、面内で異
なる色の映像が表示される領域があっても、その映像に
対応した光が照射されるため、明るく、色再現性の良い
画像を表示することができる。

【００４５】また、光源と液晶パネルを一枚ずつ用いた
構成においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の面発光体を有する
光源を用い、該面発光体の配列ピッチと同じピッチで画
素の開口部が配列する液晶パネルを用い、液晶パネルの
各画素の開口部に対して光源の面発光体を配置し、空間
分割によってフルカラー表示を行うことも可能である。

【００４６】（実施形態７）図１１に、本発明におい
て、反射型の液晶パネルを用いて投射型の液晶表示装置
とした実施形態の構成概略図を示す。図中、１１１〜１
１３は反射型の液晶パネル、１１７〜１１９はＰＢＳ
（ＰｏｌａｒａｉｚｅｄＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅ
ｒ）であり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。

【００４７】本例において、光源２１〜２３の発光領域
と液晶パネル１１１〜１１３の表示領域とは互いに同形
状或いは相似形に形成されている。本例では、光源２１
〜２３からの光は、ＰＢＳ１１７〜１１９によりＳ偏光
の光が反射され、液晶パネル１１１〜１１３に照射され
る。液晶パネル１１１〜１１３によってＰ偏光になって
反射した光は、ＰＢＳ１１７〜１１９を透過し、クロス
ダイクロイックプリズム７によって色合成された後、投
影レンズ９によってスクリーン８に投影される。

【００４８】当該構成において、光源２１〜２３が面発
光レーザ素子で構成され、当該素子の発光がＳ偏光成分
を多く持っていれば、発光した光を効率よく利用するこ
とができ、コントラストも高い。しかしながら、偏光度
が不十分な場合には、光源２１〜２３と液晶パネル１１
１〜１１３との間に適宜偏光板を配置することによっ
て、コントラストを向上させることが可能である。ま
た、ＰＢＳ１１７〜１１９の出射側（クロスダイクロイ
ックプリズム７側）に偏光板を配置することで、コント
ラストを向上させることもできる。

【００４９】さらに、光源２１〜２３と液晶パネル１１
１〜１１３との配置も、互いに向かい合う位置に配置す
ることもでき、この場合は、Ｐ偏光の光が液晶パネル１
１１〜１１３に照射され、Ｓ偏光に変換された光のみが
ＰＢＳ１１７〜１１９に反射されてクロスダイクロイッ
クプリズム７に入射することになる。

【００５０】本例においては、反射型液晶パネルを用い
ることで、透過型液晶パネルを用いた場合に比べて、小
型化による開口率の減少に伴う明るさの低下を引き起こ
すことなく、小型軽量で明るい液晶表示装置が実現す
る。

【００５１】また、反射型液晶パネルを１枚用い、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各光源を備え、液晶パネルの応答に同期して、
各光源を順次発光させることにより、時分割でフルカラ
ー表示を行うことも可能である。

【００５２】（実施形態８）図１２に、反射型液晶パネ
ルを用いて投射型液晶表示を構成した他の実施形態を示
す。図中、１１０は反射型の液晶パネル、１２１はＰＢ
Ｓであり、図７、図１１と同じ部材には同じ符号を付し
た。

【００５３】本例において、光源７０の発光領域と液晶
パネル１１０の表示領域とは互いに同形状或いは相似形
に形成されている。は、光源２０より照射された光は、
ＰＢＳ１２１を通って液晶パネル１１０に照射され、反
射光は再びＰＢＳ１２１に入射し、偏光方向により透
過、反射が選択されて投影レンズ９によりスクリーン８
に投影される。本構成の液晶表示装置は、図９、図１０
で示される時分割駆動方式で駆動することができ、実施
形態７の液晶表示装置に比べてよりコンパクトで液晶パ
ネルも１枚であることから、より安価に製造することが
可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源からの光を効率よく液晶パネルに照射して画像を表
示することができるため、省電力で明るい表示が実現す
る。また、面発光アレイ基板を光源として用いているた
め、小型の装置を提供することができる。さらに、液晶
パネルにおいて、散乱板や画素の配列ピッチの調整によ
り、光の干渉、回折現象を低減し、また、マイクロレン
ズを用いることにより、画素の開口部に効率よく光を集
光させることにより、より高品位で明るい表示が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の第一の実施形態の概略
図である。

【図２】本発明の液晶表示装置に用いられる液晶パネル
の構成例を示す断面模式図である。

【図３】本発明の液晶表示装置における光源と液晶パネ
ルの構成例を示す断面模式図である。

【図４】本発明に係る液晶パネルの他の構成例を示す断
面模式図である。

【図５】本発明において、光源上にマイクロレンズアレ
イを配置した構成を示す断面模式図である。

【図６】図５の構成にさらに、液晶パネルの光出射側に
マイクロレンズアレイを配置した構成を示す断面模式図
である。

【図７】単板方式の投射型液晶表示装置の一実施形態の
構成を示す概略図である。

【図８】図７の液晶表示装置に用いられる液晶パネルと
光源の構成例を示す断面模式図である。

【図９】図８の液晶パネルと光源の駆動方式の様子を示
す模式図である。

【図１０】図９に示した駆動方式のタイミングチャート
である。

【図１１】反射型液晶パネルを用いた本発明の液晶表示
装置の一実施形態の構成を示す概略図である。

【図１２】反射型液晶パネルを用いた本発明の液晶表示
装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。

【図１３】従来の光源の照明領域と液晶パネルの表示領
域との関係を示す模式図である。

【符号の説明】７クロスダイクロイックプリズム８スクリーン９投影レンズ１０、１１〜１３液晶パネル２０、２１〜２３光源４１、４８透明基板４２遮光部４３開口部４４画素電極４５、４６配向膜４７液晶層４８共通電極５０偏光板５１散乱板５２面発光体６１、７１、８１マイクロレンズ６２、７２、８２マイクロレンズアレイ７０光源８３〜８５面発光体９１開口部１１０、１１１〜１１３液晶パネル１１７〜１１９、１２１ＰＢＳ１３１表示領域１３２照明領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 9/30 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 MA06 2H091 FA26X FA26Z FA29X FA29Z FA41X FA41Z FA46X FA46Z FD03 GA11 LA03 MA07 2H093 NA65 ND17 ND42 NE06 5C060 BA03 BC01 EA01 GA01 HC10 HC11 HD00 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に液晶を挟持してなり、複
数の画素を備えた液晶パネルと、該液晶パネルに光を照
射する光源と、該液晶パネルからの変調光を集光してス
クリーンに投射する投射手段と、を備えた投射型の液晶
表示装置であって、上記光源が面発光レーザー素子から
なる面発光体を複数配列してなる発光アレイ基板であ
り、該発光アレイ基板の発光領域と上記液晶パネルの表
示領域とが、互いに重複する同形状或いは相似形である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記液晶パネルが透過型であり、赤、
青、緑の各色について光源と液晶パネルとを備えた請求
項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記液晶パネルと発光アレイ基板との間
に、該発光アレイ基板からの光を散乱する散乱板を設け
た請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記液晶パネルの画素の開口部の配列ピ
ッチと発光アレイ基板の面発光体の配列ピッチとが同一
であり、各画素の開口部に対応して面発光体が配置され
ている請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記液晶パネルと発光アレイ基板との間
に、該液晶パネルの各画素の開口部に対応するマイクロ
レンズを複数配列してなるマイクロレンズアレイ基板を
設けた請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】上記液晶パネルの光出射側に、該液晶パ
ネルの各画素の開口部に対応するマイクロレンズを複数
配列してなるマイクロレンズアレイ基板を設けた請求項
５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】上記液晶パネルが透過型であり、該液晶
パネルの各画素の開口部に赤、青、緑で一組の面発光体
が対応して配置され、該液晶パネルと発光アレイ基板と
の間に、該液晶パネルの各画素の開口部に対応するマイ
クロレンズを複数配列してなるマイクロレンズアレイ基
板を設け、液晶パネルの液晶の応答に同期して、面発光
体を順次発光させることにより、時分割でフルカラー表
示を行う請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】上記液晶パネルが透過型であり、発光ア
レイ基板が、赤、青、緑の面発光体を有し、上記液晶パ
ネルの画素の開口部の配列ピッチと発光アレイ基板の面
発光体の配列ピッチとが同一であり、液晶パネルの各画
素の開口部に対応して面発光体が配置され、空間分割に
よってフルカラー表示を行う請求項１に記載の液晶表示
装置。
【請求項９】上記液晶パネルが反射型であり、赤、
青、緑の各色について光源と液晶パネルとを備えた請求
項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】上記液晶パネルが反射型であり、赤、
青、緑の各色の光源を備え、液晶パネルの液晶の応答に
同期して、各光源を順次発光させることにより、時分割
でフルカラー表示を行う請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項１１】上記液晶パネルが反射型であり、発光
アレイ基板が、赤、青、緑の面発光体を有し、上記液晶
パネルの画素の開口部の配列ピッチと発光アレイ基板の
面発光体の配列ピッチとが同一であり、液晶パネルの各
画素の開口部に対応して面発光体が配置され、空間分割
によってフルカラー表示を行う請求項１に記載の液晶表
示装置。