JP2005227743A - Light valve, light valve substrate, microlens member used for the same, electro-optic device and electronic appliance - Google Patents

Light valve, light valve substrate, microlens member used for the same, electro-optic device and electronic appliance Download PDF

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富雄 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light valve using a microlens in which brightness in the center portion and in the peripheral portion part of the light valve can be made uniform. <P>SOLUTION: The light valve to be used for a projection type projector has a plurality of light accepting parts arranged in a matrix corresponding to the pixels of an image to be displayed, a light-shielding matrix part 201 having a plurality of openings 201h to introduce the incident light to the respective plurality of light accepting parts, and a microlens part 74 having a plurality of microlenses 74h disposed corresponding to the respective openings 201h. Each microlens 74h is located, in the plane where the microlenses 74h are disposed, offset from the intersection 74hc of the axis passing the center of the opening 201h and the plane toward the outer periphery by an offset amount dhy in accordance with the main angle θhy of the light entering the respective opening 201h. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ライトバルブ、ライトバルブ用基板、それに用いられるマイクロレンズ部材、電気光学装置、及び電子機器に関し、特に、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさを均一にすることができるライトバルブ、ライトバルブ用基板、それに用いられるマイクロレンズ部材、電気光学装置、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a light valve, a light valve substrate, a microlens member used therefor, an electro-optical device, and an electronic device, and in particular, a light valve that can make the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve uniform. The present invention relates to a light valve substrate, a microlens member used therefor, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

従来より、液晶表示装置が、表示モニタ装置だけでなく、ライトバルブとして投射型プロジェクタ装置等にも利用されている。特に、投射型プロジェクタ装置用ライトバルブにおいては、高精細と大型画面表示の要求に応じるために、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)駆動方式の液晶表示装置が多く利用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal display devices are used not only for display monitor devices but also for projection projector devices and the like as light valves. In particular, in a light valve for a projection type projector device, a TFT (Thin Film Transistor) driving type liquid crystal display device is often used to meet the demand for high definition and large screen display.

TFT駆動方式の液晶表示装置は、TFTと信号配線を遮光層によって、TFT等に光が当たらないように構成されている。その遮光層は、ストライプ状の構造、あるいはマトリクス状の構造である。後者の遮光用のマトリクス状の構造は、特にブラックマトリクスと呼ばれる。さらに、高精細な表示を実現すべく、液晶表示装置のサイズをそのままにして、画素数を増やすと、開口率が低下するため、光利用効率を上げるためにマイクロレンズが利用されている。これは、マイクロレンズによって、ブラックマトリックス領域における光も含む光を集光することによって、光利用効率の向上を図るためである(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−141097号公報(第1図)
The TFT driving type liquid crystal display device is configured so that light is not applied to the TFT or the like by using a light shielding layer for the TFT and the signal wiring. The light shielding layer has a stripe structure or a matrix structure. The latter light blocking matrix structure is particularly called a black matrix. Furthermore, in order to realize a high-definition display, if the number of pixels is increased while keeping the size of the liquid crystal display device as it is, the aperture ratio decreases, so that a microlens is used to increase the light utilization efficiency. This is because light utilization efficiency is improved by condensing light including light in the black matrix region with a microlens (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-141097 A (FIG. 1)

しかし、従来の液晶パネルでは、1つのマイクロレンズの光軸上に、ブラックマトリクスの1つの開口が位置している。図17及び図18は、従来の液晶パネルにおける、マイクロレンズとブラックマトリクスの開口の位置関係を説明するための図である。   However, in the conventional liquid crystal panel, one opening of the black matrix is located on the optical axis of one microlens. 17 and 18 are diagrams for explaining the positional relationship between the microlens and the black matrix opening in the conventional liquid crystal panel.

図17は、従来の液晶パネルの模式的な部分断面図である。なお、図17においては、マイクロレンズとブラックマトリクスとに係る構成要素が主として示されている。図18は、従来の液晶パネルにおけるマイクロレンズとブラックマトリクスの位置関係を説明するための平面図である。   FIG. 17 is a schematic partial cross-sectional view of a conventional liquid crystal panel. In FIG. 17, components related to the microlens and the black matrix are mainly shown. FIG. 18 is a plan view for explaining the positional relationship between a microlens and a black matrix in a conventional liquid crystal panel.

液晶パネル100は、対向基板101と、TFT基板102と、対向基板101とTFT基板102に挟まれた液晶103とから構成されている。   The liquid crystal panel 100 includes a counter substrate 101, a TFT substrate 102, and a liquid crystal 103 sandwiched between the counter substrate 101 and the TFT substrate 102.

図17に示すように、対向基板101には遮光層であるブラックマトリクス104が設けられ、TFT基板102にも同様に遮光層であるブラックマトリクス105が設けられている。ブラックマトリクス104は、格子形状をしており、各格子によって各開口106が形成されている。対向基板101は、一方のガラス基板に設けられた複数の窪みと他方のガラス基板によって挟まれた樹脂層がレンズ形状となることによって形成されたマイクロレンズ107群を有する。   As shown in FIG. 17, the counter substrate 101 is provided with a black matrix 104 as a light shielding layer, and the TFT substrate 102 is similarly provided with a black matrix 105 as a light shielding layer. The black matrix 104 has a lattice shape, and each opening 106 is formed by each lattice. The counter substrate 101 includes a group of microlenses 107 formed by forming a resin layer sandwiched between a plurality of depressions provided on one glass substrate and the other glass substrate into a lens shape.

液晶パネル100は、図18に示すように、各マイクロレンズ107とブラックマトリクス104の各開口106が、各マイクロレンズ107の光軸の略中心に各開口106の中心がくるように配置されるように構成される。   As shown in FIG. 18, in the liquid crystal panel 100, each micro lens 107 and each aperture 106 of the black matrix 104 are arranged so that the center of each aperture 106 is positioned substantially at the center of the optical axis of each micro lens 107. Configured.

従って、全てのマイクロレンズ107には、マイクロレンズの光軸に平行な光が入射することを前提に開口106が配置されているが、液晶パネル100に対して光学系のレンズの径が大きな場合等、液晶パネル100の周辺部においては、光がマイクロレンズ107の光軸に平行にならなくなる。図17において、矢印L1で示すように斜め方向の光がマイクロレンズに多く入射してくると、マイクロレンズによって集光される光の中心は、ブラックマトリクス104の開口106の中心からずれた位置となる。そのために、液晶パネルの中心部と周辺部の明るさが不均一になるという問題があった。   Accordingly, all the microlenses 107 are provided with the openings 106 on the assumption that light parallel to the optical axis of the microlenses enters, but when the diameter of the lens of the optical system is larger than that of the liquid crystal panel 100. In the peripheral part of the liquid crystal panel 100, the light is not parallel to the optical axis of the microlens 107. In FIG. 17, when a large amount of light in an oblique direction enters the microlens as indicated by an arrow L1, the center of the light collected by the microlens is shifted from the center of the opening 106 of the black matrix 104. Become. For this reason, there has been a problem that the brightness of the central portion and the peripheral portion of the liquid crystal panel becomes uneven.

そこで、本発明は、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさを均一にすることができるライトバルブ、ライトバルブ用基板、それに用いられるマイクロレンズ部材、及び電気光学装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light valve, a light valve substrate, a microlens member used therefor, and an electro-optical device that can make the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve uniform. To do.

本発明による第1のライトバルブは、表示すべき画像の画素に対応してマトリクス状に配置された複数の受光部と、前記各受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部と、前記各開口のそれぞれに対応して配置されたマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面内に複数有するマイクロレンズ部とを備え、前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、該各マイクロレンズが配置された前記平面内において、前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口の中心を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   The first light valve according to the present invention includes a plurality of light receiving portions arranged in a matrix corresponding to pixels of an image to be displayed, and is provided corresponding to each of the light receiving portions, and each of the light receiving portions is provided. A light blocking matrix portion having a plurality of openings for introducing incident light, and a micro lens portion having a plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings in a plane substantially parallel to the light blocking matrix portion. Each position of each of the microlenses is an offset amount set based on a main angle of light incident on each of the openings in the plane where the microlenses are arranged, The microlenses are arranged so as to be offset in the outer circumferential direction along the plane from the intersection of the plane passing through the center of the opening corresponding to each of the microlenses and the plane. It is a sign.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central part and the peripheral part of the light valve is uniform.

第2のライトバルブは、第1のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定されることを特徴とする。   In the second light valve, in the first light valve, the offset amount of each microlens is a distance from the light blocking matrix portion to the plane and the opening arranged corresponding to each microlens. It is set based on the main angle of the said light which injects into light.

このような構成によれば、各マイクロレンズのオフセット量を、遮光用マトリックス部から平面までの距離と、各マイクロレンズに対応して配置されている開口に入射する光の主要な角度とに基づいて算出することができる。   According to such a configuration, the offset amount of each microlens is based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. Can be calculated.

第3のライトバルブは、第1又は第2のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   In the first or second light valve, the third light valve has a curved surface formed on at least one of the incident surface and the output surface of each microlens, and the curved surface forms the curved surface. It is arranged in the plane that is offset in the outer circumferential direction along the plane by the offset amount.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central part and the peripheral part of the light valve is uniform.

第4のライトバルブは、第1又は第2のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されていることを特徴とする。   The fourth light valve is the first or second light valve, and each microlens is composed of a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the incident direction of the light. It is characterized by being.

このような構成によれば、、各マイクロレンズを2つの片凸レンズを光の入射方向に沿って配列して形成した両凸マイクロレンズで構成することで、設計の自由度を高めることができる。   According to such a configuration, the degree of freedom in design can be increased by configuring each microlens with a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the light incident direction.

第5のライトバルブは、第1〜第4のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、前記主要な角度の、前記平面内の成分の方向に略向かってオフセットされていることを特徴とする。   In the fifth light valve, in each of the first to fourth light valves, the position of each of the micro lenses is offset substantially toward the direction of the component in the plane at the main angle. Features.

第6のライトバルブは、第1〜第5のライトバルブいて、前記入射する光の主要な角度とは、前記入射する光の入射角度の重心的な角度であることを特徴とする。   The sixth light valve is the first to fifth light valves, and the main angle of the incident light is a centroid angle of the incident angle of the incident light.

これらの構成によれば、マイクロレンズへ入射する光の種々の入射角度の中で中心となる入射角度を、主要な角度とすることができる。   According to these configurations, the incident angle that becomes the center among various incident angles of light incident on the microlens can be set as a main angle.

第7のライトバルブは、第1〜第6のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズは、前記交点から前記外周部に向けて複数のグループに分けたときに、各グループ内における前記オフセット量は同一であることを特徴とする。   The seventh light valve is the first to sixth light valves, and when the microlenses are divided into a plurality of groups from the intersection to the outer peripheral portion, the offset amount in each group is the same. It is characterized by being.

第8のライトバルブは、第1〜第7のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズのそれぞれの前記入射する光の主要な角度は、前記マイクロレンズ部の最外周のマイクロレンズに入射する光の主要な角度に基づいて決定される角度であることを特徴とする。   In the eighth light valve, in the first to seventh light valves, the main angle of the incident light of each of the microlenses is the main light incident on the outermost microlens of the microlens portion. It is an angle determined based on a certain angle.

これらの構成によっても、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   Also with these configurations, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is uniform.

第9のライトバルブは、第1〜第8のライトバルブにおいて、前記各マイクロレンズのそれぞれの外径を、該各マイクロレンズの前記交点から前記開口の中心までの距離に基づき、前記マイクロレンズ部の中心部から前記平面に沿って外周方向へ向かうに従い大きく設定することを特徴とする。   The ninth light valve is the first to eighth light valves, wherein each microlens has an outer diameter based on a distance from the intersection of the microlenses to the center of the opening. It is characterized in that it is set larger as it goes from the central part to the outer peripheral direction along the plane.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが、より均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is more uniform.

又、本発明の第1のライトバルブ用基板は、ライトバルブに用いられる基板であって、マトリクス状に配置された複数の受光部と、前記各受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部と、前記各開口のそれぞれに対応して配置されたマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面内に複数有するマイクロレンズ部とを備え、前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、該各マイクロレンズが配置された平面内において、前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口の中心を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   The first light valve substrate of the present invention is a substrate used for a light valve, and is provided corresponding to each of the light receiving portions arranged in a matrix and each of the light receiving portions. A plurality of light shielding matrix portions having a plurality of openings for introducing incident light into each of the portions, and a plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings in a plane substantially parallel to the light shielding matrix portion. Each of the microlenses has a position that is set based on a main angle of light incident on each of the apertures in a plane where the microlenses are arranged. The amount of the microlens is arranged so as to be offset in the outer circumferential direction along the plane from the intersection of the plane passing through the center of the opening corresponding to each of the microlenses and the plane. And wherein the Rukoto.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central part and the peripheral part of the light valve is uniform.

第2のライトバルブ用基板は、第1のライトバルブ用基板において、前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定されることを特徴とする。   The second light valve substrate is the first light valve substrate, and the offset amount of each microlens is arranged corresponding to the distance from the light blocking matrix portion to the plane and to each microlens. And a main angle of the light incident on the opening.

このような構成によれば、各マイクロレンズのオフセット量を、遮光用マトリックス部から平面までの距離と、各マイクロレンズに対応して配置されている開口に入射する光の主要な角度とに基づいて算出することができる。   According to such a configuration, the offset amount of each microlens is based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. Can be calculated.

第3のライトバルブ用基板は、第1又は第2のライトバルブ用基板において、前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   In the first or second light valve substrate, the third light valve substrate has a curved surface formed on at least one of the entrance surface and the exit surface of each microlens, and the curved surface is It is characterized by being arranged offset in the outer circumferential direction along the plane by the offset amount in the plane forming the same.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central part and the peripheral part of the light valve is uniform.

第4のライトバルブ用基板は、第1又は第2のライトバルブ用基板において、前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されていることを特徴とする。   The fourth light valve substrate is the first or second light valve substrate, and each microlens is a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the incident direction of the light. It is characterized by comprising.

このような構成によれば、、各マイクロレンズを2つの片凸レンズを光の入射方向に沿って配列して形成した両凸マイクロレンズで構成することで、設計の自由度を高めることができる。   According to such a configuration, the degree of freedom in design can be increased by configuring each microlens with a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the light incident direction.

又、本発明の第1のマイクロレンズ部材は、マトリクス状に配置された複数の受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部を有するライトバルブに用いられるマイクロレンズ部材であって、前記各開口のそれぞれに対応して配置されるマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面に複数有し、前記各マイクロレンズは、それぞれ前記遮光用マトリクス部の前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   The first microlens member of the present invention is provided corresponding to a plurality of light receiving portions arranged in a matrix, and is a light shield having a plurality of openings for introducing incident light to each of the light receiving portions. A microlens member for use in a light valve having a matrix portion for use, the microlens member having a plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings on a plane substantially parallel to the matrix portion for light shielding. Each of the lenses has an axis passing through the opening corresponding to each of the microlenses and the plane by an offset amount set based on a main angle of light incident on each of the openings of the light blocking matrix section. It is arranged to be offset from the intersection with the outer peripheral direction along the plane.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが、均一なライトバルブを実現するためのマイクロレンズ部材を実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a microlens member for realizing a light valve in which the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is uniform.

本発明の第2のマイクロレンズ部材は、第1のマイクロレンズ部材において、前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定されることを特徴とする。   The second microlens member of the present invention is the first microlens member, wherein the offset amount of each microlens is arranged corresponding to the distance from the light shielding matrix portion to the plane and to each microlens. It is set based on the main angle of the light incident on the aperture.

このような構成によれば、各マイクロレンズのオフセット量を、遮光用マトリックス部から平面までの距離と、各マイクロレンズに対応して配置されている開口に入射する光の主要な角度とに基づいて算出することができる。   According to such a configuration, the offset amount of each microlens is based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. Can be calculated.

第3のマイクロレンズ部材は、第1又は第2のマイクロレンズ部材において、前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されていることを特徴とする。   In the first or second microlens member, the third microlens member has a curved surface formed on at least one of the entrance surface and the exit surface of each microlens, and the curved surface In the plane to be formed, the offset amount is arranged to be offset in the outer circumferential direction along the plane.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一なライトバルブを実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize a light valve in which the brightness of the central part and the peripheral part of the light valve is uniform.

第4のマイクロレンズ部材は、第1〜第3のマイクロレンズ部材において、前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されていることを特徴とする。   The fourth microlens member is the first to third microlens members, and each microlens is composed of a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the incident direction of the light. It is characterized by being.

このような構成によれば、各マイクロレンズを2つの片凸レンズを光の入射方向に沿って配列して形成した両凸マイクロレンズで構成することで、設計の自由度を高めることができる。   According to such a configuration, the degree of freedom in design can be increased by configuring each microlens with a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the light incident direction.

又、本発明の電気光学装置は、第1〜第4のマイクロレンズ部材を用いて構成されていることを特徴とする。   In addition, the electro-optical device of the present invention is configured using first to fourth microlens members.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが、均一な電気光学装置を実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize an electro-optical device in which the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is uniform.

又、本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を用いて構成されていることを特徴とする。   An electronic apparatus according to the present invention is configured using the electro-optical device according to the present invention.

このような構成によれば、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが、均一な電子機器を実現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realize an electronic device in which the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is uniform.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施の形態)
図1〜図9に本発明の第1実施の形態を示す。図1はライトバルブの平面図である。本実施の形態は、電気光学装置の一つであるTFT液晶表示装置を、電子機器の一例である投射型プロジェクタのライトバルブに適用したものであり、図1はTFT基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見たときの図である。図2は組立工程終了後の液晶表示装置を、図1のH−H'線の位置で切断したときの断面図である。
(First embodiment)
1 to 9 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a light valve. In this embodiment, a TFT liquid crystal display device which is one of electro-optical devices is applied to a light valve of a projection type projector which is an example of an electronic device. FIG. 1 shows an element substrate such as a TFT substrate. It is a figure when it sees from the opposing board | substrate side with each component formed above. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device after the assembly process is cut at the position of line HH ′ in FIG.

ライトバルブとしての、液晶パネル等の液晶表示装置は、図1及び図2に示すように、TFT基板等の素子基板10と対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。ライトバルブ用基板である素子基板10上には、表示される画像の複数の画素を構成する複数の透明な画素電極(ITO)9a等がマトリクス状に配置される。また、ライトバルブ用基板である対向基板20上は、カバーガラス71が、マイクロレンズとなる接着剤によって貼り合わされている。カバーガラス71の表示エリアに対応する領域全面には対向電極(ITO)21が設けられる。   A liquid crystal display device such as a liquid crystal panel as a light valve is configured by sealing a liquid crystal 50 between an element substrate 10 such as a TFT substrate and a counter substrate 20 as shown in FIGS. On the element substrate 10 which is a light valve substrate, a plurality of transparent pixel electrodes (ITO) 9a constituting a plurality of pixels of an image to be displayed are arranged in a matrix. Further, a cover glass 71 is bonded to the counter substrate 20 which is a light valve substrate by an adhesive which becomes a microlens. A counter electrode (ITO) 21 is provided on the entire surface corresponding to the display area of the cover glass 71.

素子基板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板20は、例えばガラス基板、石英基板からなる。素子基板10上には、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線及び走査線が設けられている。そして、素子基板10には、ブラックマトリクスとしての遮光膜(図示せず)が設けられ、その遮光膜は、これらのデータ線及び走査線に沿って、各画素に対応して格子状に設けられている。この遮光膜によって、反射光がTFTのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に入射することが防止される。   The element substrate 10 is made of, for example, a quartz substrate, a glass substrate, or a silicon substrate, and the counter substrate 20 is made of, for example, a glass substrate or a quartz substrate. On the element substrate 10, data lines and scanning lines are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9a. The element substrate 10 is provided with a light shielding film (not shown) as a black matrix, and the light shielding film is provided in a grid pattern corresponding to each pixel along these data lines and scanning lines. ing. This light shielding film prevents reflected light from entering the channel region, source region, and drain region of the TFT.

一方、対向基板20には、素子基板のデータ線、走査線及びTFTの形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において、ブラックマトリクスとしての遮光膜(図示せず)が設けられている。この遮光膜によって、対向基板20側からの入射光がTFTのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に入射することが防止される。その遮光膜上に、対向電極(共通電極)が対向基板20全面に亘って形成されている。素子基板10と対向基板20の液晶が封入される側の面上には、ポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜が積層され、所定方向にラビング処理されている。   On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a light shielding film (not shown) as a black matrix in a region facing the data line, the scanning line, and the TFT formation region of the element substrate, that is, in a non-display region of each pixel. Yes. The light shielding film prevents incident light from the counter substrate 20 from entering the channel region, the source region, and the drain region of the TFT. A counter electrode (common electrode) is formed over the entire surface of the counter substrate 20 on the light shielding film. An alignment film made of a polyimide polymer resin is laminated on the surface of the element substrate 10 and the counter substrate 20 on which liquid crystal is sealed, and is rubbed in a predetermined direction.

そして、素子基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。これにより、TFTは所定のタイミングでデータ線から供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。   A liquid crystal 50 is sealed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. Thereby, the TFT writes the image signal supplied from the data line to the pixel electrode 9a at a predetermined timing. Depending on the written potential difference between the pixel electrode 9a and the counter electrode, the orientation and order of the molecular assembly of the liquid crystal 50 change, and light is modulated to enable gradation display.

具体的には、液晶は、画素毎に印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光を出射する。   Specifically, the liquid crystal modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the voltage level applied to each pixel. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The light transmittance is increased, and light having a contrast corresponding to the image signal is emitted from the electro-optical device as a whole.

さらに、図1及び図2に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば上述した遮光膜と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the counter substrate 20 is provided with a light shielding film 42 as a frame for partitioning the display area. The light shielding film 42 is made of, for example, the same or different light shielding material as the above-described light shielding film.

遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、素子基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板10と対向基板20を相互に固着する。   A sealing material 41 that encloses liquid crystal in a region outside the light shielding film 42 is formed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. The sealing material 41 is disposed so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20 and fixes the element substrate 10 and the counter substrate 20 to each other.

なお、シール材41は、対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、製造時に液晶50をシール材41の内側に滴下して、液晶表示装置に液晶50を対向基板20と素子基板10の間に封入する滴下貼り合わせてもよいし、シール材41を、素子基板10の1辺の一部において欠落させ、貼り合わされた素子基板10及び対向基板20相互の間隙に、液晶50を注入するための液晶注入口を形成し、その液晶注入口より液晶が注入された後、液晶注入口を封止材で封止するようにしてもよい。   The sealing material 41 is arranged so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20, and the liquid crystal 50 is dropped inside the sealing material 41 at the time of manufacturing, so that the liquid crystal 50 is placed on the liquid crystal display device with the counter substrate 20 and the element substrate. The sealing material 41 may be dropped between the element substrate 10 and a part of one side of the element substrate 10 may be removed, and the liquid crystal 50 may be placed in the gap between the bonded element substrate 10 and the counter substrate 20. A liquid crystal injection port for injection may be formed, and after the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port may be sealed with a sealing material.

素子基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び複数の実装端子62が素子基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、それぞれ走査線駆動回路63が設けられている。素子基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、素子基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。   A data line driving circuit 61 and a plurality of mounting terminals 62 are provided along one side of the element substrate 10 in a region outside the sealing material 41 of the element substrate 10, and along two sides adjacent to the one side, A scanning line driving circuit 63 is provided for each. On the remaining side of the element substrate 10, a plurality of wirings 64 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 63 provided on both sides of the screen display area. In addition, a conductive material 65 for electrically connecting the element substrate 10 and the counter substrate 20 is provided in at least one corner of the counter substrate 20.

図2に示すように、対向基板20には出射面側に複数の非球面状の窪み20aが形成されている。対向基板20には出射面側に、接着剤を介してカバーガラス71が貼り付けられて設けられ、この接着剤による層にてマイクロレンズ部74が形成される。マイクロレンズ部74を形成する接着剤の屈折率は、対向基板20の屈折率よりも高いので、入射光は、画素電極9aに集光される。従って、各窪み20aに対応した接着剤の各凸部がマイクロレンズ部74の各マイクロレンズ(片凸マイクロレンズ)を構成する。ここでは、硬化した接着剤による層からなる部材であるマイクロレンズ部74、あるいはカバーガラス71とマイクロレンズ部74を含む部材が、マイクロレンズ部材となる。   As shown in FIG. 2, the counter substrate 20 has a plurality of aspherical recesses 20a formed on the exit surface side. A cover glass 71 is attached to the counter substrate 20 on the light exit surface side through an adhesive, and a microlens portion 74 is formed by a layer made of the adhesive. Since the refractive index of the adhesive forming the microlens portion 74 is higher than the refractive index of the counter substrate 20, the incident light is condensed on the pixel electrode 9a. Accordingly, each convex portion of the adhesive corresponding to each recess 20a constitutes each microlens (one-convex microlens) of the microlens portion 74. Here, the microlens member 74, which is a member made of a layer of a cured adhesive, or a member including the cover glass 71 and the microlens portion 74 is a microlens member.

ここで、以上のような構成のライトバルブが用いられた投射型カラー表示装置について説明する。投射型カラー表示装置は、電子機器としての投射型プロジェクタであるが、ここでは、その全体構成、特に光学的な構成の例について説明する。図3は投射型カラー表示装置の説明するための図である。   Here, a projection type color display device using the light valve having the above configuration will be described. The projection type color display device is a projection type projector as an electronic apparatus. Here, an example of the overall configuration, particularly an optical configuration will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the projection type color display device.

図3に示すように、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置を含む液晶モジュールを3個用意し、それぞれRGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロックミラー1108によって、RGBの三原色に対応する光成分R、G及びBに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bにそれぞれ導かれる。この際特に、B光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズであるレンズ1124(以下、ライトバルブ100Bへの入射レンズでもあるので、入射レンズという)からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。   As shown in FIG. 3, a liquid crystal projector 1100, which is an example of a projection type color display device, prepares three liquid crystal modules including a liquid crystal device having a drive circuit mounted on a TFT array substrate, and each has a light valve 100R for RGB. , 100G and 100B. In the liquid crystal projector 1100, when projection light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, the light components R, G, and R corresponding to the three primary colors of RGB are obtained by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108. The light is divided into B and led to the light valves 100R, 100G and 100B corresponding to the respective colors. In this case, in particular, in order to prevent light loss due to a long optical path, the B light comes from the incident lens 1122, the relay lens 1123, and the lens 1124 which is the exit lens (hereinafter also referred to as the entrance lens because it is also the entrance lens to the light valve 100B). It is guided through a relay lens system 1121. The light components corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are synthesized again by the dichroic prism 1112 and then projected as a color image on the screen 1120 via the projection lens 1114.

次に、上述したライトバルブのマイクロレンズと、遮光用マトリクス部であるブラックマトリクスとの位置関係について説明する。図4はマイクロレンズ部74と、ブラックマトリクス部201と、入射レンズ1124との位置関係を説明するための図である。マイクロレンズ部74とブラックマトリクス部201は、対向基板20上に設けられる。ブラックマトリクス部201は、格子状であり、各格子によって各開口が形成されている。ブラックマトリクス部201の各開口は、受光部としての画素電極9aのそれぞれに入射光を導入するための開口である。なお、複数の画素電極9aは、画像を表示するための画像表示部の一部を構成するものであり、表示すべき画像の画素に対応してマトリクス状に配置されている。   Next, the positional relationship between the microlens of the light valve described above and the black matrix that is the light blocking matrix portion will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship among the microlens unit 74, the black matrix unit 201, and the incident lens 1124. The microlens unit 74 and the black matrix unit 201 are provided on the counter substrate 20. The black matrix portion 201 has a lattice shape, and each opening is formed by each lattice. Each opening of the black matrix portion 201 is an opening for introducing incident light to each of the pixel electrodes 9a as the light receiving portion. The plurality of pixel electrodes 9a constitute a part of an image display unit for displaying an image, and are arranged in a matrix corresponding to the pixels of the image to be displayed.

図3に示すように、ランプユニット1102又は入射レンズ1124は、ライトバルブよりも大きいため、図4に示すライトバルブのマイクロレンズ部74の周辺部のマイクロレンズは、中心部のマイクロレンズよりも、入射レンズ1124の周辺部からの光をより多く受ける。   As shown in FIG. 3, since the lamp unit 1102 or the incident lens 1124 is larger than the light valve, the microlens around the microlens portion 74 of the light valve shown in FIG. More light from the periphery of the incident lens 1124 is received.

図4では、入射レンズ1124とライトバルブのブラックマトリクス部201との位置関係を説明するが、ランプユニット1102とライトバルブのブラックマトリクス部201との位置関係においても同様であるので、ランプユニット1102とライトバルブのブラックマトリクス部201との位置関係についての説明は省略する。   In FIG. 4, the positional relationship between the incident lens 1124 and the black matrix portion 201 of the light valve is described. However, the positional relationship between the lamp unit 1102 and the black matrix portion 201 of the light valve is the same. A description of the positional relationship of the light valve with the black matrix portion 201 is omitted.

図4に示すように、入射レンズ1124とライトバルブは、入射レンズ1124の光軸L2とライトバルブの中心がほぼ一致するように設けられている。そのため、マイクロレンズ部74の、ライトバルブのほぼ中心に位置するマイクロレンズ74cには、入射レンズ1124の中心である光軸L2の方向からの光が、最も多く入射する。他方、マイクロレンズ部74の周辺部に位置するマイクロレンズ74pには、入射レンズ1124の周辺部からの光が多く入射する。   As shown in FIG. 4, the incident lens 1124 and the light valve are provided such that the optical axis L2 of the incident lens 1124 and the center of the light valve are substantially coincident. Therefore, the most light from the direction of the optical axis L2 that is the center of the incident lens 1124 is incident on the microlens 74c of the microlens unit 74 that is located at the approximate center of the light valve. On the other hand, a large amount of light from the peripheral portion of the incident lens 1124 is incident on the microlens 74 p located in the peripheral portion of the microlens portion 74.

詳述すれば、マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cに入射する光の主要な角度は、入射レンズ1124の光軸L2と平行であるため、0度である。マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cからずれた位置にあるマイクロレンズ74hに入射する光の主要な角度は、入射レンズ1124の光軸L2と平行ではなく、入射レンズ1124の光軸L2方向に対して、立体的に所定の角度だけずれた角度となる。図4では、ブラックマトリクス部201が形成されている平面に対して略平行に配設されている平面Taに直交する平面に投影した場合の角度θhyのみが示されている。尚、後述するように、この平面Taは、複数のマイクロレンズの頂点を結ぶ平面であり、以下においては、この平面Taを「マイクロレンズ平面Ta」と称する。   More specifically, the main angle of light incident on the micro lens 74 c at the center of the micro lens portion 74 is 0 degrees because it is parallel to the optical axis L 2 of the incident lens 1124. The main angle of light incident on the microlens 74h located at a position shifted from the microlens 74c at the center of the microlens portion 74 is not parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124, but in the direction of the optical axis L2 of the incident lens 1124. On the other hand, the angle is three-dimensionally shifted by a predetermined angle. FIG. 4 shows only the angle θhy when projected onto a plane orthogonal to the plane Ta arranged substantially parallel to the plane on which the black matrix portion 201 is formed. As will be described later, this plane Ta is a plane that connects the vertices of a plurality of microlenses, and in the following, this plane Ta is referred to as a “microlens plane Ta”.

この入射光の主要な角度とは、そのマイクロレンズに入射する光の光量が最も多い方向の角度であり、例えば、そのマイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度である。   The main angle of the incident light is an angle in the direction in which the amount of light incident on the microlens is the largest, and is, for example, a centroid angle of the incident angle of the light incident on the microlens.

この主要な角度としての重心的な角度は、入射レンズ1124からそのマイクロレンズ74hに入射する光の3次元方向全ての入射角度において各入射角度とその各入射角度における光量との積の和の平均角度である。この重心的な角度は、マイクロレンズへ入射する光の種々の入射角度の中で光量の中心となる角度である。具体的には、重心的な角度は、次の式を満足する角度である。   The center-of-gravity angle as the main angle is an average of the sum of products of the incident angles and the light amounts at the incident angles at all incident angles in the three-dimensional direction of light incident from the incident lens 1124 to the microlens 74h. Is an angle. This center-of-gravity angle is an angle that becomes the center of the light amount among various incident angles of light incident on the microlens. Specifically, the barycentric angle is an angle that satisfies the following expression.

式1Formula 1

Figure 2005227743
上式において、I(θ、φ)は、マイクロレンズ平面Ta内の単位面積あたりに単位立体角から入射する光量を示す。式(1)において、φは、極座標におけるブラックマトリクス部の平面内の角度であり、θは、その平面の法線方向に向かう角度である。すなわち、式(1)におけるa)を満たすθiと、b)を満たすφkによって、上述した重心的な角度が規定される。従って、マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cは、入射光をほぼその光軸L2上に集光するが、マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cからずれた位置にあるマイクロレンズ74hにおいては重心的な角度θi及びφkが0でないため、後述するように、入射光はブラックマトリクス部201の開口の位置する平面上において、開口の中心からオフセット量dhx及びdhyだけずれて集光してしまう。
Figure 2005227743
In the above formula, I (θ, φ) represents the amount of light incident from the unit solid angle per unit area in the microlens plane Ta. In Expression (1), φ is an angle in the plane of the black matrix portion in polar coordinates, and θ is an angle toward the normal direction of the plane. That is, the above-described center-of-gravity angle is defined by θi that satisfies a) in Equation (1) and φk that satisfies b). Accordingly, the microlens 74c at the center of the microlens portion 74 condenses incident light substantially on the optical axis L2, but the microlens 74h at a position shifted from the microlens 74c at the center of the microlens portion 74. Since the center-of-gravity angles θi and φk are not 0 in FIG. 5, the incident light is condensed by offset amounts dhx and dhy from the center of the opening on the plane where the opening of the black matrix portion 201 is located, as will be described later. End up.

図5は、マイクロレンズ部74とブラックマトリクス部201との位置関係におけるオフセット量dhx及びdhyを説明するための図である。図5に示すように、マイクロレンズ74hの頂点に接するマイクロレンズ平面Taと、そのマイクロレンズ74hに対応する開口201hを形成するブラックマトリクス部201の膜厚中央との距離がDの場合、オフセット量dhx及びdhyは、次の式(2)によって表現される。なお、図5は、オフセット量dhyのみ示している。   FIG. 5 is a diagram for explaining offset amounts dhx and dhy in the positional relationship between the microlens unit 74 and the black matrix unit 201. As shown in FIG. 5, when the distance between the microlens plane Ta in contact with the apex of the microlens 74h and the film thickness center of the black matrix portion 201 forming the opening 201h corresponding to the microlens 74h is D, the offset amount dhx and dhy are expressed by the following equation (2). FIG. 5 shows only the offset amount dhy.

dhx=D・tanθhx
dhy=D・tanθhy ・ ・ ・ 式(2)
このように、オフセット量dhx及びdhyは、距離Dとマイクロレンズ74hに入射する光の主要な角度θhx,θhyとから求めることができる。また、距離Dを一定とした場合は、角度θhx,θhyからオフセット量dhx及びdhyを算出することができる。
dhx = D · tan θhx
dhy = D · tan θhy ··· Equation (2)
Thus, the offset amounts dhx and dhy can be obtained from the distance D and the main angles θhx and θhy of the light incident on the microlens 74h. When the distance D is constant, the offset amounts dhx and dhy can be calculated from the angles θhx and θhy.

なお、図6に示すように、素子基板上において、ブラックマトリクス部201が、データ線と走査線が遮光膜を兼ねているように、いわゆる縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hが、基板上で、異なる深さ位置に形成されている場合は、上述した距離Dが縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hとにおいて異なる場合がある。図6は、縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hが、基板上で、異なる深さ位置に形成されている場合を説明するための図である。その場合は、マイクロレンズ74hの頂点が接するマイクロレンズ平面Taと、そのマイクロレンズ74hに対応する開口201hvを形成する遮光膜201Vの膜厚中央との距離がDxで、開口201hHを形成する遮光膜201Hの膜厚中央との距離がDyの場合、オフセット量dhx及びdhyは、上述した式(2)は、次の式(2A)のようになる。   As shown in FIG. 6, on the element substrate, the black matrix portion 201 includes a so-called vertical light shielding film 201V and a horizontal light shielding film 201H so that the data lines and the scanning lines also serve as the light shielding film. When formed at different depth positions on the substrate, the distance D described above may be different between the light shielding film 201V in the vertical direction and the light shielding film 201H in the horizontal direction. FIG. 6 is a diagram for explaining the case where the vertical light shielding film 201V and the horizontal light shielding film 201H are formed at different depth positions on the substrate. In that case, the distance between the microlens plane Ta that the apex of the microlens 74h is in contact with the film thickness center of the light shielding film 201V that forms the opening 201hv corresponding to the microlens 74h is Dx, and the light shielding film that forms the opening 201hH When the distance from the center of the film thickness of 201H is Dy, the offset amounts dhx and dhy are expressed by the following equation (2A) as the following equation (2A).

dhy=Dx・tanθhx
dhx=Dy・tanθhy ・ ・ ・ 式(2A)
従って、本発明における遮光用マトリクス部(ブラックマトリクス部201)は、このようなライトバルブの基板の断面方向の深さが異なる複数の遮光膜の場合も含むものである。また、この場合も、距離Dx,Dyを一定とした場合は、角度θhx,θhyからオフセット量dhx及びdhyを算出することができる。
dhy = Dx · tan θhx
dhx = Dy · tan θhy (2A)
Therefore, the light blocking matrix portion (black matrix portion 201) in the present invention includes a plurality of light blocking films having different depths in the cross-sectional direction of the substrate of the light valve. Also in this case, when the distances Dx and Dy are constant, the offset amounts dhx and dhy can be calculated from the angles θhx and θhy.

従来は、マイクロレンズ部74の一つのマイクロレンズは、複数のマイクロレンズが配置された平面(マイクロレンズ平面Ta)内において、図5において破線で示すように、ブラックマトリクス部201の対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124の光軸L2に平行な軸Lhと、マイクロレンズ74hの光軸とが、一致するように、配置されていた。   Conventionally, one microlens of the microlens portion 74 has a corresponding opening 201h of the black matrix portion 201 in a plane (microlens plane Ta) where a plurality of microlenses are arranged, as indicated by a broken line in FIG. The axis Lh parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124 and the optical axis of the micro lens 74h passing through the center of the microlens 74h are arranged so as to coincide with each other.

これに対して、本実施の形態では、図5において実線で示すように、マイクロレンズ74hはマイクロレンズ平面Ta内において、マイクロレンズ74hに対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124の光軸L2に平行な軸Lhと、マイクロレンズ平面Taとの交点74hcから、マイクロレンズ平面Taに沿って、マイクロレンズ部74の中心部から外周方向へ、オフセット量dh、具体的にはdhx及びdhyだけずれて、すなわちオフセットして配置される。その結果、マイクロレンズ74hからの光が、マイクロレンズ74hの対応する開口201hに最も多く入射するようになる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown by the solid line in FIG. 5, the microlens 74h passes through the center of the opening 201h corresponding to the microlens 74h in the microlens plane Ta, and the optical axis of the incident lens 1124. From the intersection 74hc between the axis Lh parallel to L2 and the microlens plane Ta, along the microlens plane Ta, from the center of the microlens part 74 to the outer peripheral direction, only the offset amount dh, specifically dhx and dhy They are displaced, ie offset. As a result, the most light from the microlens 74h enters the corresponding opening 201h of the microlens 74h.

言い換えると、従来は、マイクロレンズ部74のマイクロレンズ74hは、マイクロレンズ74hの光軸が、マイクロレンズ74hに対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124の光軸L2に平行な軸とは一致するように、マイクロレンズ平面Ta内において配置されていた。そのため、ブラックマトリクス部201の開口201hの中心からオフセット量dhだけずれて、すなわちオフセットした位置に入射光が集光し、ブラックマトリクス部201の対応する開口に入射する光量は、マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cによって集光する光の光量に比べて減少していた。   In other words, conventionally, the microlens 74h of the microlens unit 74 has an axis parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124 in which the optical axis of the microlens 74h passes through the center of the opening 201h corresponding to the microlens 74h. It was arranged in the microlens plane Ta so as to match. Therefore, the amount of incident light that is deviated from the center of the opening 201 h of the black matrix unit 201 by an offset amount dh, that is, the offset position and is incident on the corresponding opening of the black matrix unit 201 is The amount of light collected by the microlens 74c at the center was reduced compared to the amount of light collected.

そこで、本実施の形態では、マイクロレンズ部74の各マイクロレンズを、マイクロレンズ平面Ta内において、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向けて、すなわち、各マイクロレンズを主要な角度の、マイクロレンズ平面Ta内の成分方向に略向かって、そのオフセット量dh、具体的にはdhx及びdhyだけ逆にずらして配置、すなわちオフセットさせる。各マイクロレンズをX軸方向へdhx、Y軸方向へdhyだけオフセットさせることで、各マイクロレンズに対応するブラックマトリクス部201の各開口に入射する光量を、マイクロレンズ部74の中心部のマイクロレンズ74cによって集光する光の光量とほぼ同じにすることができる。   Therefore, in the present embodiment, each microlens of the microlens portion 74 is directed from the center of the microlens portion 74 to the outer peripheral portion within the microlens plane Ta, that is, each microlens has a major angle. The offset amount dh, specifically, dhx and dhy are shifted in the opposite direction substantially toward the component direction in the microlens plane Ta, that is, offset. By offsetting each microlens by dhx in the X-axis direction and dhy in the Y-axis direction, the amount of light incident on each opening of the black matrix portion 201 corresponding to each microlens is changed to a microlens at the center of the microlens portion 74. The amount of light condensed by 74c can be made substantially the same.

よって、複数のマイクロレンズは、マイクロレンズ平面Ta内において、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向けて放射状に、すなわち中心部から外周部へ向かってオフセット量が大きくなるように、配置されている。   Therefore, the plurality of microlenses are arranged in the microlens plane Ta so that the offset amount increases radially from the central portion to the outer peripheral portion of the microlens portion 74, that is, from the central portion to the outer peripheral portion. ing.

図7は、上述した入射光の重心的な角度を考慮したマイクロレンズの配置について、説明を簡単するために画素数の少ない7×7の二次元マトリクスのマイクロレンズの場合を例として、説明するための模式図である。図7において、従来のマイクロレンズの配置は破線で示し、上述した入射光の重心的な角度を考慮したマイクロレンズの配置は実線で示している。なお、各マイクロレンズの実際のオフセット量は極めて小さいので、図7においては、そのオフセット量を誇張し、拡大して示している。   FIG. 7 explains the arrangement of the microlens taking into account the center-of-gravity angle of the incident light described above, taking the case of a 7 × 7 two-dimensional matrix microlens with a small number of pixels as an example to simplify the explanation. It is a schematic diagram for. In FIG. 7, the arrangement of the conventional microlens is indicated by a broken line, and the arrangement of the microlens taking the above-described angle of gravity of the incident light into consideration is indicated by a solid line. Since the actual offset amount of each microlens is extremely small, the offset amount is exaggerated and enlarged in FIG.

破線で示した従来の複数のマイクロレンズは、マイクロレンズ部74の中心部においても周辺部においてもブラックマトリクス部201の各開口の中心と、対応する各マイクロレンズの光軸とが一致するように配置されていた。それに対して、本実施の形態の場合、複数のマイクロレンズは、マイクロレンズ平面Ta内において、各マイクロレンズ74hに入射する光の入射角度の重心的な角度θi及びφkに応じて、対応する開口201hの中心軸とマイクロレンズ平面Taとの交点74hcからオフセット量dh、具体的にはdhx及びdhyだけずらして配置させている。   In the plurality of conventional microlenses shown by the broken lines, the center of each opening of the black matrix portion 201 and the optical axis of each corresponding microlens coincide with each other in the central portion and the peripheral portion of the microlens portion 74. Had been placed. On the other hand, in the case of the present embodiment, the plurality of microlenses have corresponding openings in the microlens plane Ta according to the center-of-gravity angles θi and φk of the incident angles of light incident on each microlens 74h. The offset amount dh, specifically, dhx and dhy are shifted from the intersection 74hc between the central axis of 201h and the microlens plane Ta.

図7では、特に、右寄りの従来の位置の15個のマイクロレンズについて番号(1〜15)を付して示し、式(2)あるいは式(2A)によって算出されたX軸方向およびY軸方向のオフセット量dhx、dhyだけ移動させた場合の本実施の形態に係る15個のマイクロレンズについてはNの番号(N1〜N15)を付して示している。マイクロレンズ部74の中心のマイクロレンズ74cは、重心的な角度が0であるため、従来と本実施の形態ではその位置は変わらない。しかし、例えば、X軸方向に1、Y軸方向に1のずれた位置にあるマイクロレンズ(1)は、N1の位置に設けられる。図7において、位置N1のマイクロレンズ(1)は、X軸方向においてオフセット量は、d1xで、Y軸方向においてオフセット量は、d1yで示している。同様に、X軸方向に3、Y軸方向に−2のずれた位置にあるマイクロレンズ(14)は、N14の位置に設けられる。図7において、位置N14のマイクロレンズは、X軸方向においてオフセット量は、d14xで、Y軸方向においてオフセット量は、d14yで示している。   In FIG. 7, in particular, 15 microlenses at a conventional position on the right side are indicated by numbers (1 to 15), and the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by Expression (2) or Expression (2A) are shown. The fifteen microlenses according to the present embodiment when they are moved by the offset amounts dhx and dhy are indicated by N numbers (N1 to N15). The microlens 74c at the center of the microlens portion 74 has a center-of-gravity angle of 0, so that the position of the microlens 74c does not change between the conventional and the present embodiment. However, for example, the microlens (1) at a position shifted by 1 in the X-axis direction and 1 in the Y-axis direction is provided at the position N1. In FIG. 7, the microlens (1) at the position N1 has an offset amount d1x in the X-axis direction and an offset amount d1y in the Y-axis direction. Similarly, the microlens (14) at a position shifted by 3 in the X-axis direction and -2 in the Y-axis direction is provided at the position of N14. In FIG. 7, the micro lens at the position N14 has an offset amount d14x in the X-axis direction and an offset amount d14y in the Y-axis direction.

以上のように、複数のマイクロレンズの各マイクロレンズの位置を、マイクロレンズ平面Ta内において、対応する開口の中心軸とマイクロレンズ平面Taとの交点から、各マイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度に応じたオフセット量だけずらして配置させることによって、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさを均一にすることができる。   As described above, the position of each microlens of the plurality of microlenses is determined from the intersection of the central axis of the corresponding opening and the microlens plane Ta within the microlens plane Ta, and the incident angle of light incident on each microlens. The brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve can be made uniform by disposing them by an offset amount corresponding to the center-of-gravity angle.

なお、以上の実施の形態では、各マイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度に応じて、マイクロレンズ毎に、マイクロレンズ平面Ta内において、対応する開口の中心軸とマイクロレンズ平面Taとの交点からオフセット量dhだけずらして配置させているが、複数のマイクロレンズを所定の複数のグループに分け、グループ毎に一定のオフセット量だけずらすようにしてもよい。   In the embodiment described above, the center axis of the corresponding opening and the microlens plane in the microlens plane Ta for each microlens according to the barycentric angle of the incident angle of light incident on each microlens. Although it is arranged to be shifted by an offset amount dh from the intersection with Ta, a plurality of microlenses may be divided into a plurality of predetermined groups and shifted by a fixed offset amount for each group.

図8は、複数のマイクロレンズを所定のグループ毎にまとめて一定のオフセット量だけずらす場合を説明するための図である。図8は、マイクロレンズ部74の複数のマイクロレンズを、中心部の複数のマイクロレンズのグループ(以下、中心部グループという)301と、その周囲の複数のマイクロレンズのグループ(以下、第1周囲グループという)302と、その第1周囲グループ302の周囲の複数のマイクロレンズのグループ(以下、第2周囲グループという)303と、その第2周囲グループの周囲の複数のマイクロレンズのグループ(以下、第3周囲グループという)304とにグルーピングした場合を示す図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining a case where a plurality of microlenses are grouped for each predetermined group and shifted by a certain offset amount. FIG. 8 shows a plurality of microlenses of the microlens portion 74, a group of a plurality of microlenses at the center (hereinafter referred to as a center group) 301 and a group of a plurality of microlenses around the group (hereinafter referred to as a first periphery). 302), a group of microlenses around the first surrounding group 302 (hereinafter referred to as a second surrounding group) 303, and a group of microlenses around the second surrounding group (hereinafter referred to as a group). It is a figure showing the case where it groups to 304 (it is called the 3rd circumference group).

例えば、中心部グループ301の複数のマイクロレンズについては、オフセット量は0とし、第k周囲グループの複数のマイクロレンズについては、オフセット量は第k周囲グループに含まれる複数のマイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度の平均値のオフセット量とする。なお、ここで、kは、1から3のいずれかの数である。すなわち、各グループ内において、オフセット量は同一である。   For example, for the plurality of microlenses in the center group 301, the offset amount is 0, and for the plurality of microlenses in the kth surrounding group, the offset amount is light incident on the plurality of microlenses included in the kth surrounding group. An offset amount of the average value of the center-of-gravity angles of the incident angles. Here, k is any number from 1 to 3. That is, the offset amount is the same in each group.

このように、複数のマイクロレンズをグルーピングして、各グループ毎に一定のオフセット量だけずらしても、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさをほぼ均一にすることができる。   In this way, even when a plurality of microlenses are grouped and shifted by a fixed offset amount for each group, the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve can be made substantially uniform.

なお、図8では、中心部グループを含めて、中心部グループの周囲の複数のマイクロレンズを3つの周囲グループとし、複数のマイクロレンズを4つのグループに分けているが、グループは4つに限られず、5つ以上であってもよい。   In FIG. 8, a plurality of microlenses around the center group including the center group are divided into three surrounding groups, and the plurality of microlenses are divided into four groups, but the number of groups is limited to four. It may be 5 or more.

さらになお、以上の説明では、複数の開口のそれぞれに入射する光の主要な角度θhに応じたオフセット量だけ、複数のマイクロレンズのそれぞれに対応する開口の中心を通る軸とマイクロレンズ平面Taとの交点から外周部に向けてオフセットして配置されているが、各マイクロレンズにおける主要な角度θhを、入射レンズ1124のF値に基づいて設定してもよい。   Furthermore, in the above description, an axis passing through the center of the opening corresponding to each of the plurality of microlenses and the microlens plane Ta are offset by an amount corresponding to the main angle θh of light incident on each of the plurality of openings. However, the main angle θh of each microlens may be set based on the F value of the incident lens 1124.

具体的には、マイクロレンズ部74の最外周に位置するマイクロレンズに入射する光の主要な角度θhmaxは、大気中において次の式によって決定される。   Specifically, the main angle θhmax of light incident on the microlens located on the outermost periphery of the microlens portion 74 is determined by the following equation in the atmosphere.

sinθhmax=1/(2F) ・ ・ ・ 式(3)
ここで、Fは、入射レンズ1124のF値である。この式(3)を満たすθhmaxが、マイクロレンズ部74の最外周に位置するマイクロレンズに入射する光の主要な角度となる。マイクロレンズ部74の最外周に位置するマイクロレンズと、中心部に位置するマイクロレンズとの間に、m個のマイクロレンズがあるときに、そのm個の各マイクロレンズの主要な角度θhは、θhmaxをmで除算した角度θuに基づいて決定する。hは、1からmの整数となり、θhは、次の式によって決定される。
sin θhmax = 1 / (2F) Equation (3)
Here, F is the F value of the incident lens 1124. Θhmax satisfying this expression (3) is a main angle of light incident on the microlens located on the outermost periphery of the microlens portion 74. When there are m microlenses between the microlens located at the outermost periphery of the microlens portion 74 and the microlens located at the center, the main angle θh of each of the m microlenses is: It is determined based on an angle θu obtained by dividing θhmax by m. h is an integer from 1 to m, and θh is determined by the following equation.

θh=h・θu ・ ・ ・ 式(4)
または、設計の便宜上、dhmax=Dtan(θhmax)から、dhmaxをmで除算したオフセット量duに基づいて、
dh=h・du ・・・式(4A)
としても、各々の開口に対応したマイクロレンズの位置はほぼ適切な位置とすることができる。
θh = h · θu (4)
Alternatively, for the sake of design convenience, from dhmax = Dtan (θhmax), based on the offset amount du obtained by dividing dhmax by m,
dh = h · du Expression (4A)
Even so, the position of the microlens corresponding to each opening can be set to an approximately appropriate position.

このように、入射する光の主要な角度を、最外周のマイクロレンズに入射する光の主要な角度に基づいて決定するようにしてもよい。例えば、F値が2の場合、オフセット量dhは、次のような範囲となる。   Thus, the main angle of the incident light may be determined based on the main angle of the light incident on the outermost microlens. For example, when the F value is 2, the offset amount dh is in the following range.

0≦dh≦0.26D ・・・式(5)     0 ≦ dh ≦ 0.26D (5)

以上のように、マイクロレンズ部74の最外周に位置するマイクロレンズに入射する光の主要な角度θhmaxに基づいて、各マイクロレンズの主要な角度を決定してもよい。   As described above, the main angle of each microlens may be determined based on the main angle θhmax of light incident on the microlens located on the outermost periphery of the microlens portion 74.

さらになお、マイクロレンズ部74の各マイクロレンズに入射する光の主要な角度θhを、実際に測定して決定するようにしてもよい。例えば、図3に示す液晶プロジェクタのような投射型カラー表示装置に実際にライトバルブを搭載し、マイクロレンズ部74の各マイクロレンズへ入射する光の主要な角度θhを、実際に測定する。その測定結果に基づいて、マイクロレンズ部74の各マイクロレンズに入射する光の主要な角度を決定するようにしてもよい。   Furthermore, the main angle θh of the light incident on each microlens of the microlens unit 74 may be determined by actually measuring. For example, a light valve is actually mounted on a projection type color display device such as the liquid crystal projector shown in FIG. 3, and the main angle θh of light incident on each microlens of the microlens unit 74 is actually measured. Based on the measurement result, the main angle of light incident on each microlens of the microlens unit 74 may be determined.

また、以上の説明では、複数のマイクロレンズは、マイクロレンズ部74の中心から外周部に向けて放射状に、オフセット量が大きくなるように、配置されているが、同時に、マイクロレンズの外径を、図9に示すように、マイクロレンズの交点74hcからブラックマトリクス部201の開口の中心までの距離LChに応じて変化させるようにしてもよい。例えば、図9において、マイクロレンズ74hのレンズの外径LAhを距離LChに応じて変化させた場合、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向かうにつれて、距離LChは次第に長くなるので、レンズの外径LAhを、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向かうにつれて次第に大きくなる。その結果、ブラックマトリクス部201の中心部と外周部において、入射光の光量がさらに均一になる。   Further, in the above description, the plurality of microlenses are arranged so that the offset amount increases radially from the center of the microlens portion 74 toward the outer peripheral portion. As shown in FIG. 9, it may be changed in accordance with the distance LCh from the intersection 74 hc of the microlens to the center of the opening of the black matrix portion 201. For example, in FIG. 9, when the outer diameter LAh of the microlens 74h is changed in accordance with the distance LCh, the distance LCh gradually increases from the center of the microlens 74 toward the outer periphery. The outer diameter LAh is gradually increased from the central part of the microlens part 74 toward the outer peripheral part. As a result, the amount of incident light becomes more uniform at the center and the outer periphery of the black matrix portion 201.

(第2実施の形態)
図10〜図16に本発明の第2実施の形態を示す。なお、第1実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
10 to 16 show a second embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

上述した第1実施の形態は、複数の片凸マイクロレンズで構成されているマイクロレンズ部74に本発明を適用した場合について説明したが、本実施の形態では、複数の両凸マイクロレンズで構成されたマイクロレンズ部740に本発明を適用した場合について説明する。   In the first embodiment described above, the case where the present invention is applied to the microlens portion 74 including a plurality of single-convex microlenses has been described. However, in the present embodiment, the microlens unit 74 includes a plurality of biconvex microlenses. A case where the present invention is applied to the microlens portion 740 thus described will be described.

図10に示すように、対向基板20の出射面側に形成されている複数の窪み20aに対向するカバーガラス71の入射面に、非球面状の窪み71aが形成され、この対向基板20とカバーガラス71との間に形成されたマイクロレンズ部740の入射面740a側と出射面740b側とに、両窪み20a,71aによって凸湾曲面が各々形成される。   As shown in FIG. 10, an aspherical recess 71a is formed on the incident surface of the cover glass 71 facing the plurality of recesses 20a formed on the exit surface side of the counter substrate 20, and the counter substrate 20 and the cover are covered. Convex-curved surfaces are formed on both the entrance surface 740a side and the exit surface 740b side of the microlens portion 740 formed between the glass 71 and the recesses 20a and 71a.

両凸マイクロレンズは、2つの片凸レンズを組み合わせて形成されているため、片凸マイクロレンズに比し、設計の自由度を高めることができると共に、収差(特に球面収差)を低減することができる。   Since the biconvex microlens is formed by combining two single-convex lenses, the degree of freedom in design can be increased and aberrations (particularly spherical aberration) can be reduced as compared with single-convex microlenses. .

さらに、本実施の形態では、各両凸マイクロレンズの入射面740a側の凸湾曲面と、出射面740b側の凸湾曲面との位置関係を、両凸マイクロレンズ毎に、光の入射角度に応じて変化させることで、マイクロレンズ部740の外周部側に配列される両凸マイクロレンズの光透過率が更に向上し、スクリーン1120の明るさをより均一化させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the positional relationship between the convex curved surface on the incident surface 740a side and the convex curved surface on the output surface 740b side of each biconvex microlens is set to the incident angle of light for each biconvex microlens. By changing it accordingly, the light transmittance of the biconvex microlenses arranged on the outer peripheral side of the microlens portion 740 can be further improved, and the brightness of the screen 1120 can be made more uniform.

なお、入射面740a側の凸湾曲面は、第1実施の形態に示すマイクロレンズのレンズ面と同一の構成を有しているため、以下の説明では、第1実施の形態で示した各マイクロレンズ74c,74h,74pに対応する入射面740a側の凸湾曲面に、同一の符号(74c,74h,74p)を付して、説明を簡略化する。   Since the convex curved surface on the incident surface 740a side has the same configuration as the lens surface of the microlens shown in the first embodiment, each micro shown in the first embodiment will be described below. The same reference numerals (74c, 74h, 74p) are assigned to the convex curved surfaces on the incident surface 740a side corresponding to the lenses 74c, 74h, 74p to simplify the description.

図11は、第1実施の形態の図4に対応している。第1実施の形態で説明したように、入射レンズ1124とライトバルブは、入射レンズ1124の光軸L2とライトバルブの中心がほぼ一致するように設けられているため、マイクロレンズ部740の、ライトバルブのほぼ中心に位置する出射面740b側の凸湾曲面740cに、入射レンズ1124の中心である光軸L2の方向からの光が最も多く入射する。他方、マイクロレンズ部740の周辺部に位置する凸湾曲面740pには、入射レンズ1124の周辺部からの光が多く入射する。なお、入射面740a側の凸湾曲面74c,74h,74pの構成は、第1実施の形態のマイクロレンズ74c,74h,74pのレンズ面と同一の構成を有しているため説明を省略する。   FIG. 11 corresponds to FIG. 4 of the first embodiment. As described in the first embodiment, the incident lens 1124 and the light valve are provided so that the optical axis L2 of the incident lens 1124 and the center of the light valve substantially coincide with each other. The most light from the direction of the optical axis L2, which is the center of the incident lens 1124, is incident on the convex curved surface 740c on the exit surface 740b side, which is located substantially at the center of the bulb. On the other hand, a large amount of light from the peripheral portion of the incident lens 1124 is incident on the convex curved surface 740p located in the peripheral portion of the microlens portion 740. The configuration of the convex curved surfaces 74c, 74h, and 74p on the incident surface 740a side is the same as the lens surfaces of the microlenses 74c, 74h, and 74p of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

一方、出射面740b側の周辺部の凸湾曲面740hに入射する光の主要な角度は、入射レンズ1124の光軸L2方向に対して、立体的に所定の角度だけずれた角度となる。なお、図11では、マイクロレンズ平面Taに直交する平面に投影した場合の角度θhyのみを示す。この主要な角度としての重心的な角度は、入射レンズ1124から凸湾曲面740hに入射する光の3次元方向全ての入射角度において、各入射角度とその各入射角度における光量との積の和の平均角度である。この重心的な角度は、マイクロレンズへ入射する光の種々の入射角度の中で光量の中心となる角度であり、上述した式(1)から求めることができる。   On the other hand, the main angle of light incident on the convex curved surface 740h in the peripheral portion on the exit surface 740b side is an angle that is three-dimensionally shifted from the direction of the optical axis L2 of the incident lens 1124 by a predetermined angle. FIG. 11 shows only the angle θhy when projected onto a plane orthogonal to the microlens plane Ta. The center-of-gravity angle as the main angle is the sum of the products of the incident angles and the light amounts at the incident angles at all incident angles in the three-dimensional direction of light incident on the convex curved surface 740h from the incident lens 1124. The average angle. This center-of-gravity angle is an angle that becomes the center of the light amount among various incident angles of light incident on the microlens, and can be obtained from the above-described equation (1).

出射面740b側の中心部の凸湾曲面740cは、入射光をほぼその光軸L2上に集光するが、マイクロレンズ部740の中心部の凸湾曲面740cからずれた位置にある凸湾曲面740hにおいては重心的な角度θi及びφkが0でないため、図12に示すように、入射光はブラックマトリクス部201の開口の位置する平面上において、開口の中心からオフセット量shx及びshyだけずれて集光される。   The convex curved surface 740c at the central portion on the emission surface 740b side condenses incident light substantially on the optical axis L2, but is a convex curved surface at a position shifted from the convex curved surface 740c at the central portion of the microlens portion 740. Since the center-of-gravity angles θi and φk are not 0 at 740h, as shown in FIG. 12, the incident light is shifted from the center of the opening by offset amounts shx and shy on the plane where the opening of the black matrix portion 201 is located. Focused.

図12を参照して、マイクロレンズ部740とブラックマトリクス部201との位置関係におけるオフセット量shx及びshyを説明する。なお、図12は、第1実施の形態の図5に対応している。また、入射面740a側の凸湾曲面74hのオフセット量shx及びshyの求め方は、第1実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   The offset amounts shx and shy in the positional relationship between the microlens unit 740 and the black matrix unit 201 will be described with reference to FIG. FIG. 12 corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. Further, since the method of obtaining the offset amounts shx and shy of the convex curved surface 74h on the incident surface 740a side is the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted.

出射面740bに形成されている各凸湾曲面の頂点を結ぶ平面(以下「出射側マイクロレンズ平面」と称する)Tbは、ブラックマトリックス部201と略平行な位置関係を有しており、凸湾曲面740hの頂点に接する出射側マイクロレンズ平面Tbと、凸湾曲面740hに対応する開口201hを形成するブラックマトリクス部201の膜厚中央との距離をSとした場合、オフセット量shx及びshyは、次の式(2’)によって表すことができる。なお、図12にはオフセット量shyのみを示す。   A plane Tb (hereinafter referred to as “exit-side microlens plane”) Tb connecting the apexes of the convex curved surfaces formed on the emission surface 740b has a positional relationship substantially parallel to the black matrix portion 201, and is convex When the distance between the emission side microlens plane Tb in contact with the apex of the surface 740h and the film thickness center of the black matrix portion 201 forming the opening 201h corresponding to the convex curved surface 740h is S, the offset amounts shx and shy are It can be represented by the following formula (2 ′). FIG. 12 shows only the offset amount shy.

shx=S・tanθhx
shy=S・tanθhy ・ ・ ・ 式(2’)
この場合も、オフセット量shx及びshyは、距離Sとマイクロレンズ74hに入射する光の主要な角度θhx,θhyとから求めることができる。また、距離Sが一定の場合は、角度θhx,θhyからオフセット量shx及びshyを算出することができる。
shx = S · tan θhx
shy = S · tan θhy ··· Equation (2 ')
Also in this case, the offset amounts shx and shy can be obtained from the distance S and the main angles θhx and θhy of the light incident on the microlens 74h. When the distance S is constant, the offset amounts shx and shy can be calculated from the angles θhx and θhy.

なお、第1実施の形態の図6(a)に示すように、素子基板上において、ブラックマトリクス部201を形成する遮光膜がデータ線と走査線とを兼ねており、縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hとが、基板上で交差するために、異なる深さ位置となる場合は、上述した距離Sが縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hとにおいて異なる場合がある。   As shown in FIG. 6A of the first embodiment, on the element substrate, the light shielding film forming the black matrix portion 201 serves as both the data line and the scanning line, and the light shielding film 201V in the vertical direction. And the light shielding film 201H in the horizontal direction intersect on the substrate, so that the distance S described above may be different between the light shielding film 201V in the vertical direction and the light shielding film 201H in the horizontal direction. is there.

図13に示すように、縦方向の遮光膜201Vと横方向の遮光膜201Hが、基板上で、異なる深さ位置に形成されている場合、出射面740b側の凸湾曲面740hの頂点が接する出射面側マイクロレンズ平面Tbと、それに対応する開口201hを形成する遮光膜201Vの膜厚中央との距離をSx、開口201hHを形成する遮光膜201Hの膜厚中央との距離をSyとした場合、オフセット量shx及びshyは、次の式(2A’)から求めることができる。   As shown in FIG. 13, when the vertical light shielding film 201V and the horizontal light shielding film 201H are formed at different depth positions on the substrate, the apex of the convex curved surface 740h on the emission surface 740b side contacts. When the distance between the exit surface side microlens plane Tb and the film thickness center of the light shielding film 201V that forms the corresponding opening 201h is Sx, and the distance between the film thickness center of the light shielding film 201H that forms the opening 201hH is Sy The offset amounts shx and shy can be obtained from the following equation (2A ′).

shy=Dx・tanθhx
shx=Dy・tanθhy ・ ・ ・ 式(2A’)
従来は、両凸マイクロレンズにおいて、出射面740b側の一つの凸湾曲面は、出射側マイクロレンズ平面Tb内において、図12に示すように、ブラックマトリクス部201の対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124(図11参照)の光軸L2に平行な軸Lhと、出射面740b側の凸湾曲面740hの光軸とが一致するように配置されていた。
shy = Dx · tan θhx
shx = Dy · tan θhy ··· Formula (2A ′)
Conventionally, in the biconvex microlens, one convex curved surface on the exit surface 740b side passes through the center of the corresponding opening 201h of the black matrix portion 201 in the exit side microlens plane Tb as shown in FIG. The axis Lh parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124 (see FIG. 11) and the optical axis of the convex curved surface 740h on the exit surface 740b side are arranged to coincide with each other.

これに対して、本実施の形態では、図12に実線で示すように、出射面740b側の凸湾曲面740hは、出射側マイクロレンズ平面Tb内において、凸湾曲面740hに対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124の光軸L2に平行な軸Lhと、出射側マイクロレンズ平面Tbとの交点740hcから、出射側マイクロレンズ平面Tbに沿ってマイクロレンズ部740の中心部から外周方向へ、オフセット量sh、具体的にはshx及びshyだけ移動した位置に配置される。その結果、出射側740b側の凸湾曲面740hから出射される光が、凸湾曲面740hの対応する開口201hに最も多く入射するようになる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown by the solid line in FIG. 12, the convex curved surface 740h on the exit surface 740b side is the opening 201h corresponding to the convex curved surface 740h in the exit-side microlens plane Tb. From the intersection 740hc of the axis Lh parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124 and the exit-side microlens plane Tb passing through the center, from the center of the microlens portion 740 to the outer peripheral direction along the exit-side microlens plane Tb. , The offset amount sh, specifically, a position moved by shx and shy. As a result, the light emitted from the convex curved surface 740h on the emission side 740b side is most incident on the corresponding opening 201h of the convex curved surface 740h.

これに対し、従来の両凸マイクロレンズは、出射面740b側の凸湾曲面740hの光軸が、凸湾曲面740hに対応する開口201hの中心を通る、入射レンズ1124の光軸L2に平行な軸と一致するように配置されてるため、ブラックマトリクス部201の開口201hの中心からオフセット量shだけずれた位置に入射光が集光し、ブラックマトリクス部201の対応する開口に入射する光量は、出射面740b側の中心部の凸湾曲面740cによって集光する光の光量に比べて減少していた。   On the other hand, in the conventional biconvex microlens, the optical axis of the convex curved surface 740h on the exit surface 740b side passes through the center of the opening 201h corresponding to the convex curved surface 740h and is parallel to the optical axis L2 of the incident lens 1124. Since it is arranged so as to coincide with the axis, the incident light is condensed at a position shifted by the offset amount sh from the center of the opening 201h of the black matrix portion 201, and the amount of light incident on the corresponding opening of the black matrix portion 201 is The amount of light collected by the convex curved surface 740c at the center on the exit surface 740b side was smaller than the amount of light collected.

本実施の形態では、マイクロレンズ部740の入射面740a側、及び出射面740b側に形成する各凸湾曲面を、入射側マイクロレンズ平面Ta、及び出射側マイクロレンズ平面Tb内において、マイクロレンズ部740の中心部から外周方向へ、すなわち、各両凸マイクロレンズを主要な角度の、入射側マイクロレンズ平面Ta、及び出射側マイクロレンズ平面Tbの成分方向に略向かって、そのオフセット量dh,sh、具体的にはdhx,shx及びdhy,shyだけ逆にずらして配置する。   In the present embodiment, the convex curved surfaces formed on the entrance surface 740a side and the exit surface 740b side of the microlens unit 740 are arranged on the entrance side microlens plane Ta and the exit side microlens plane Tb. Offset amounts dh, sh from the center of 740 toward the outer peripheral direction, that is, substantially toward the component directions of the incident-side microlens plane Ta and the emission-side microlens plane Tb at the major angles of the biconvex microlenses. Specifically, the dhx, shx, and dhy, shy are arranged to be shifted in reverse.

入射面740aと出射面740bとに各々形成した各凸湾曲面を、入射側マイクロレンズ平面Ta、及び出射側マイクロレンズ平面Tbに沿ってX軸方向へdsx,shx、Y軸方向へdsy,shyだけオフセットさせることで、各両凸マイクロレンズに対応するブラックマトリクス部201の各開口に入射する光量を、マイクロレンズ部740の中心部の両凸マイクロレンズによって集光する光の光量とほぼ同じにすることができ、スクリーン1120(図3参照)の明るさをより均一化させることができる。   The convex curved surfaces respectively formed on the incident surface 740a and the exit surface 740b are dsx, shx in the X-axis direction and dsy, shy in the Y-axis direction along the incident-side microlens plane Ta and the exit-side microlens plane Tb. The amount of light incident on each opening of the black matrix portion 201 corresponding to each biconvex microlens is made substantially the same as the amount of light collected by the biconvex microlens at the center of the microlens portion 740. The brightness of the screen 1120 (see FIG. 3) can be made more uniform.

図14はマイクロレンズ部740の入射面740aと出射面740bに形成される両凸マイクロレンズの凸湾曲面との位置関係を、特に右寄りについて模式的に示した斜視図である。なお、入射面740a側の凸湾曲面に付されている番号(N1〜N15)は、第1実施の形態の図7に示すマイクロレンズに対応して付したものであり、構成は同一であるため説明を省略する。   FIG. 14 is a perspective view schematically showing the positional relationship between the convex curved surfaces of the biconvex microlenses formed on the entrance surface 740a and the exit surface 740b of the microlens portion 740, particularly on the right side. The numbers (N1 to N15) given to the convex curved surface on the incident surface 740a side are given corresponding to the microlens shown in FIG. 7 of the first embodiment, and the configuration is the same. Therefore, explanation is omitted.

同図に示すように、各両凸マイクロレンズに形成されている入射面740a側の凸湾曲面と、出射面740b側の凸湾曲面とは、それらを通る光軸が、各両凸マイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度に一致された状態で配置される。従って、各両凸マイクロレンズの入射面740a側と出射面740b側とに形成された互いに対応する両凸湾曲面は、マイクロレンズ部740の中心部に位置する凸湾曲面74c,740cを中心とし、そこから外周部に向かうに従い、次第にオフセット量が大きくなるように放射状に配置される。   As shown in the figure, the convex curved surface on the incident surface 740a side and the convex curved surface on the output surface 740b side formed in each biconvex microlens are such that the optical axis passing through them is the biconvex microlens. It is arranged in a state where it matches the centroidal angle of the incident angle of the light incident on. Therefore, the biconvex curved surfaces corresponding to each other formed on the incident surface 740a side and the exit surface 740b side of each biconvex microlens are centered on the convex curved surfaces 74c and 740c located at the center of the microlens portion 740. From there, it is arranged radially so that the offset amount gradually increases as it goes to the outer periphery.

次に、図15を参照して、出射面740b側の凸湾曲面の、入射光の重心的な角度を考慮した配置についてより詳しく説明する。なお、入射面740a側の凸湾曲面の配置については、第1実施の形態の図7に示した通りであるため説明を省略する。   Next, with reference to FIG. 15, the arrangement of the convex curved surface on the exit surface 740b side in consideration of the barycentric angle of incident light will be described in more detail. The arrangement of the convex curved surface on the incident surface 740a side is the same as that shown in FIG.

図15は、入射面740aの凸湾曲面の配列を示す図7に対応した図であり、図14の出射面740bを平面視により表したものである。図においては、説明を簡単にするために画素数の少ない7×7の二次元マトリクスの両凸マイクロレンズが示されている。なお、従来の両凸マイクロレンズの凸湾曲面の配置を破線で示し、上述した入射光の重心的な角度を考慮した凸湾曲面の配置を実線で示す。また、各凸湾曲面の実際のオフセット量は極めて小さいので、図においては、そのオフセット量を誇張し拡大した状態で示す。   FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 7 showing the arrangement of convex curved surfaces of the incident surface 740a, and shows the emission surface 740b of FIG. 14 in plan view. In the figure, a bi-convex microlens of a 7 × 7 two-dimensional matrix with a small number of pixels is shown for the sake of simplicity. In addition, the arrangement of the convex curved surface of the conventional biconvex microlens is indicated by a broken line, and the arrangement of the convex curved surface in consideration of the centroid angle of the incident light described above is indicated by a solid line. Further, since the actual offset amount of each convex curved surface is extremely small, the offset amount is exaggerated and enlarged in the drawing.

破線で示す従来の複数の凸湾曲面は、出射面740bの中心部においても周辺部においてもブラックマトリクス部201の各開口の中心と、対応する各マイクロレンズの光軸とが一致するように配置されている。これに対し、本実施の形態による各凸湾曲面は、出射面740b内において、各凸湾曲面740bに入射する光の入射角度の重心的な角度θi及びφkに応じて、対応する開口201hの中心軸と出射面740bとの交点740hcからオフセット量sh、具体的にはshx及びshyだけ移動させた位置に配設されている。   A plurality of conventional convex curved surfaces indicated by broken lines are arranged so that the center of each opening of the black matrix portion 201 coincides with the optical axis of each corresponding microlens in both the central portion and the peripheral portion of the emission surface 740b. Has been. On the other hand, each convex curved surface according to the present embodiment has a corresponding opening 201h in the exit surface 740b according to the barycentric angles θi and φk of the incident angles of the light incident on each convex curved surface 740b. It is disposed at a position moved by an offset amount sh, specifically, shx and shy from the intersection 740hc between the central axis and the exit surface 740b.

右寄りの従来の位置の15個の凸湾曲面について番号(1〜15)を付して示し、式(2’)あるいは式(2A’)によって算出されたX軸方向およびY軸方向のオフセット量shx、shyだけ移動させた場合の本実施の形態に係る15個の凸湾曲面についてはnの番号(n1〜n15)を付して示す。   Fifteen convex curved surfaces at conventional positions on the right side are shown with numbers (1 to 15), and offset amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by the equation (2 ′) or the equation (2A ′) The fifteen convex curved surfaces according to the present embodiment when moved by shx and shy are shown with n numbers (n1 to n15).

出射面740bの中心の凸湾曲面740cは、光軸L2(図11、図14参照)に対する重心的な角度が0であるため、従来と同一の位置に形成されている。一方、例えば、X軸方向に1、Y軸方向に1のずれた位置にある凸湾曲部(1)は、n1の位置に設けられる。図15においては、位置n1にある凸湾曲面(1)のX軸方向へのオフセット量をs1xで示し、Y軸方向へのオフセット量をs1yで示す。同様に、X軸方向に3、Y軸方向に−2のずれた位置にある凸湾曲面(14)は、位置n14に設けられる。図15において、位置n14の凸湾曲面(14)は、X軸方向へのオフセット量をs14xで示し、Y軸方向へのオフセット量をs14yで示す。   The convex curved surface 740c at the center of the emission surface 740b has a center-of-gravity angle with respect to the optical axis L2 (see FIGS. 11 and 14), and thus is formed at the same position as in the prior art. On the other hand, for example, the convex curved portion (1) at a position shifted by 1 in the X-axis direction and 1 in the Y-axis direction is provided at the position of n1. In FIG. 15, the offset amount in the X-axis direction of the convex curved surface (1) at the position n1 is indicated by s1x, and the offset amount in the Y-axis direction is indicated by s1y. Similarly, the convex curved surface (14) at a position shifted by 3 in the X-axis direction and -2 in the Y-axis direction is provided at the position n14. In FIG. 15, the convex curved surface (14) at the position n14 indicates the offset amount in the X-axis direction by s14x and the offset amount in the Y-axis direction by s14y.

このように、複数の両凸マイクロレンズの互いに対応する一対の凸湾曲面の位置を、入射側マイクロレンズ平面Ta内と出射側マイクロレンズ平面Tb内とにおいて、対応する開口の中心軸と、入射面740a及び出射面740bとの交点から、各両凸マイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度に応じたオフセット量だけずらして配置させることで、入射面740a側の凸湾曲面を透過した光が、出射面740b側の凸湾曲面に対して理想的な角度で入射されるため、マイクロレンズの利用効率が向上する。その結果、特に、マイクロレンズ部740の外周部側に配列される両凸マイクロレンズの光透過率が更に向上し、ライトバルブの中心部と周辺部の明るさが均一化されて、スクリーン1120に対する照度をより均一化させることができる。   In this way, the positions of the pair of convex curved surfaces corresponding to each other of the plurality of biconvex microlenses in the incident side microlens plane Ta and the output side microlens plane Tb, The convex curved surface on the incident surface 740a side is arranged by being shifted from the intersection of the surface 740a and the output surface 740b by an offset amount corresponding to the center of gravity of the incident angle of light incident on each biconvex microlens. Since the transmitted light is incident at an ideal angle with respect to the convex curved surface on the exit surface 740b side, the utilization efficiency of the microlens is improved. As a result, in particular, the light transmittance of the biconvex microlenses arranged on the outer peripheral side of the microlens portion 740 is further improved, and the brightness of the central portion and the peripheral portion of the light valve is made uniform. The illuminance can be made more uniform.

なお、各両凸マイクロレンズに入射する光の入射角度の重心的な角度に応じて、両凸マイクロレンズ毎に、両凸マイクロレンズの位置する入射側マイクロレンズ平面Ta内と出射側マイクロレンズ平面Tb内とにおいて、対応する開口の中心軸と、一対の凸湾曲面との交点からオフセット量dh,shだけずらして配置させるようにしたが、複数の両凸マイクロレンズを所定の複数のグループに分け、グループ毎に一定のオフセット量だけずらすようにしてもよい。この場合の態様は、第1実施の形態の図8と同様であるため、説明を省略する。   In addition, according to the center-of-gravity angle of the incident angle of light incident on each biconvex microlens, for each biconvex microlens, in the incident side microlens plane Ta where the biconvex microlens is positioned and on the exit side microlens plane Within Tb, the offsets dh and sh are shifted from the intersection between the center axis of the corresponding opening and the pair of convex curved surfaces, but a plurality of biconvex microlenses are arranged in a predetermined plurality of groups. In other words, each group may be shifted by a certain offset amount. Since the aspect in this case is the same as that of FIG. 8 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

さらに、第1実施の形態で示した態様と同様、両凸マイクロレンズを構成する一対の凸湾曲面における主要な角度θhを、入射レンズ1124のF値に基づいて設定してもよい。   Furthermore, as in the aspect shown in the first embodiment, the main angle θh in the pair of convex curved surfaces constituting the biconvex microlens may be set based on the F value of the incident lens 1124.

さらになお、マイクロレンズ部740の各両凸マイクロレンズに入射する光の主要な角度θhを、実際に測定して決定するようにしてもよい。   Furthermore, the main angle θh of the light incident on each biconvex microlens of the microlens unit 740 may be determined by actually measuring.

また、以上の説明では、複数のマイクロレンズは、マイクロレンズ部74の中心から外周部に向けて放射状に、オフセット量が大きくなるように、配置されているが、同時に、両凸マイクロレンズの一対の凸湾曲面74h,740hの外径LAh,LAiを、図16に示すように、凸湾曲面74h,740hの交点74hc,740hcからブラックマトリクス部201の開口の中心までの距離LCh,LCiに応じて変化させるようにしてもよい。すなわち、図16において、入射面740a側の凸湾曲面74hの外径LAh、及び出射面740b側の凸湾曲面740hの外径LAiを共に、距離LCh,LCiに応じて変化させることで、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向かうにつれて、距離LChは次第に長くなるので、各両凸マイクロレンズの凸湾曲面74h,740hの外径LAh,LAiを、マイクロレンズ部74の中心部から外周部に向かうにつれて次第に大きくなる。その結果、ブラックマトリクス部201の中心部と外周部において、入射光の光量をさらに均一化させることができる。   In the above description, the plurality of microlenses are arranged so that the offset amount increases radially from the center of the microlens portion 74 toward the outer peripheral portion. The outer diameters LAh and LAi of the convex curved surfaces 74h and 740h of FIG. 16 correspond to the distances LCh and LCi from the intersections 74hc and 740hc of the convex curved surfaces 74h and 740h to the center of the opening of the black matrix portion 201, as shown in FIG. May be changed. That is, in FIG. 16, by changing both the outer diameter LAh of the convex curved surface 74h on the incident surface 740a side and the outer diameter LAi of the convex curved surface 740h on the outgoing surface 740b side according to the distances LCh and LCi, Since the distance LCh gradually increases from the central portion of the lens portion 74 toward the outer peripheral portion, the outer diameters LAh and LAi of the convex curved surfaces 74h and 740h of the biconvex microlenses are increased from the central portion of the microlens portion 74 to the outer periphery. It becomes gradually larger as heading to the department. As a result, the amount of incident light can be made more uniform in the central portion and the outer peripheral portion of the black matrix portion 201.

以上説明した各実施の形態では、対向基板に設けられたブラックマトリクス部201とマイクロレンズ部74,740との位置関係を基準とした例で説明したが、TFT基板に設けられたブラックマトリクス部とマイクロレンズ部との位置関係を基準とした場合であっても同様である。これは、TFT基板に設けられたブラックマトリクス部と対向基板に設けられたブラックマトリクス部との距離が短い場合には、いずれを基準としてもほぼ同様な効果を得られるからである。   In each of the embodiments described above, the example is described based on the positional relationship between the black matrix portion 201 provided on the counter substrate and the microlens portions 74 and 740. However, the black matrix portion provided on the TFT substrate The same applies to the case where the positional relationship with the microlens portion is used as a reference. This is because when the distance between the black matrix portion provided on the TFT substrate and the black matrix portion provided on the counter substrate is short, substantially the same effect can be obtained with any of them as a reference.

さらに、TFT基板に設けられたブラックマトリクス部と対向基板に設けられたブラックマトリクス部の2つのブラックマトリクスの真ん中の位置、あるいはこれらの見かけ上の位置とマイクロレンズ部との位置関係であっても同様である。   Furthermore, even in the middle position of the two black matrices of the black matrix portion provided on the TFT substrate and the black matrix portion provided on the counter substrate, or the positional relationship between these apparent positions and the microlens portion. It is the same.

本発明は、TFTの液晶表示装置の場合で説明したが、TFD(薄膜ダイオード)をスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置にも、パッシブマトリクス型の液晶表示装置にも、同様に適用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電気放出素子を用いた装置(Field Emission Display 及びSurface-Conduction Electron-Emission Display等)、DLP(Digital Light Processing:別名DMD(Digital micromirror Device))等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。   Although the present invention has been described in the case of a TFT liquid crystal display device, the present invention is similarly applied to an active matrix liquid crystal display device including a TFD (thin film diode) as a switching element and a passive matrix liquid crystal display device. Is possible. In addition to liquid crystal display panels, electroluminescence devices, organic electroluminescence devices, plasma display devices, electrophoretic display devices, devices using electroluminescent elements (Field Emission Display and Surface-Conduction Electron-Emission Display, etc.), DLP The present invention can be similarly applied to various electro-optical devices such as (Digital Light Processing: alias DMD (Digital micromirror Device)).

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の第1実施の形態に係わるライトバルブの平面図。The top view of the light valve concerning 1st Embodiment of this invention. 同、図1のH−H'線の位置で切断したときの断面図。Sectional drawing when it cut | disconnects in the position of the HH 'line of FIG. 同、投射型カラー表示装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a projection type color display device. 同、入射レンズとマイクロレンズ部とブラックマトリクス部との位置関係を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a positional relationship among an incident lens, a microlens portion, and a black matrix portion. 同、オフセット量を示す説明図。Explanatory drawing which shows the amount of offsets similarly. 同、2つの遮光膜が、基板上で異なる深さ位置にある状態を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a state where two light shielding films are at different depth positions on the substrate. 同、画素数の少ない7×7の二次元マトリクスのマイクロレンズを示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a 7 × 7 two-dimensional matrix microlens with a small number of pixels. 同、複数のマイクロレンズを所定のグループ毎にまとめた場合の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram when a plurality of microlenses are grouped for each predetermined group. 同、マイクロレンズの外径を変化させた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which changed the outer diameter of the microlens. 本発明の第2実施の形態に係わる図2相当の断面図。Sectional drawing equivalent to FIG. 2 concerning 2nd Embodiment of this invention. 同、入射レンズと両凸マイクロレンズ部とブラックマトリクス部との位置関係を示す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing the positional relationship among the incident lens, the biconvex microlens portion, and the black matrix portion. 同、オフセット量を示す説明図。Explanatory drawing which shows the amount of offsets similarly. 同、2つの遮光膜が、基板上で異なる深さ位置にある場合を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the case where two light-shielding films | membranes exist in a different depth position on a board | substrate. 同、画素数の少ない7×7の二次元マトリクスの両凸マイクロレンズを模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the biconvex microlens of a 7x7 two-dimensional matrix with few pixels. 同、両凸マイクロレンズの出射面側に形成された凸湾曲面の配列を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | sequence of the convex curved surface formed in the output surface side of a biconvex micro lens similarly. 同、両凸マイクロレンズの外径を変化させた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which changed the outer diameter of the biconvex micro lens similarly. 従来の液晶パネルの模式的な部分断面図。The typical fragmentary sectional view of the conventional liquid crystal panel. 従来の液晶パネルにおけるマイクロレンズとブラックマトリクスの位置関係を示す平面図。The top view which shows the positional relationship of the microlens and black matrix in the conventional liquid crystal panel.

符号の説明Explanation of symbols

10 素子基板、20 対向基板、50 液晶、71 カバーガラス、74,740 マイクロレンズ部、74c,74h,74p マイクロレンズ(凸湾曲面)、74hc,740hc 交点、100B,100G,100R ライトバルブ、101 対向基板、201 ブラックマトリクス部、740a 入射面、740b 出射面、740c,740h,740p 凸湾曲面、1100 液晶プロジェクタ、L2 光軸、LAh,LAi 外径、dh(dhx,dhy),sh(shx,shy),du オフセット量、Ta,Tb マイクロレンズ平面、θhmax,θhy 主要な角度、θi,φk 重心的な角度   10 element substrate, 20 counter substrate, 50 liquid crystal, 71 cover glass, 74,740 microlens part, 74c, 74h, 74p microlens (convex curved surface), 74hc, 740hc intersection, 100B, 100G, 100R light valve, 101 facing Substrate, 201 Black matrix part, 740a Incident surface, 740b Outgoing surface, 740c, 740h, 740p Convex curved surface, 1100 Liquid crystal projector, L2 Optical axis, LAh, LAi Outer diameter, dh (dhx, dhy), sh (shx, shy ), Du Offset amount, Ta, Tb Micro lens plane, θhmax, θhy Major angles, θi, φk Center of gravity

Claims (19)

表示すべき画像の画素に対応してマトリクス状に配置された複数の受光部と、
前記各受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部と、
前記各開口のそれぞれに対応して配置されたマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面内に複数有するマイクロレンズ部と
を備え、
前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、該各マイクロレンズが配置された前記平面内において、前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口の中心を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とするライトバルブ。
A plurality of light receiving portions arranged in a matrix corresponding to the pixels of the image to be displayed;
A light blocking matrix portion provided corresponding to each light receiving portion and having a plurality of openings for introducing incident light to each of the light receiving portions;
A microlens portion having a plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings in a plane substantially parallel to the light blocking matrix portion,
The respective positions of the respective microlenses are set to the respective microlenses by an offset amount set based on a main angle of light incident on each of the respective openings in the plane in which the respective microlenses are arranged. A light valve, wherein the light valve is arranged offset from an intersection of an axis passing through the center of the opening corresponding to each of the openings and the plane along the plane in the outer circumferential direction.
前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定される
ことを特徴とする請求項1記載のライトバルブ。
The offset amount of each microlens is set based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. The light valve according to claim 1, wherein:
前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載のライトバルブ。
A curved surface is formed on at least one of the entrance surface and the exit surface of each microlens, and the curved surface is offset in the outer circumferential direction along the plane by the offset amount in the plane forming the curved surface. The light valve according to claim 1, wherein the light valve is disposed as a single valve.
前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載のライトバルブ。
3. The light valve according to claim 1, wherein each microlens includes a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along an incident direction of the light.
前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、前記主要な角度の、前記平面内の成分の方向に略向かってオフセットされている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のライトバルブ。
5. The light valve according to claim 1, wherein the position of each of the microlenses is offset substantially toward the direction of the component in the plane at the main angle. 6.
前記入射する光の主要な角度とは、前記入射する光の入射角度の重心的な角度である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のライトバルブ。
The light valve according to claim 1, wherein the main angle of the incident light is a centroid angle of the incident angle of the incident light.
前記各マイクロレンズは、前記交点から前記外周部に向けて複数のグループに分けたときに、各グループ内における前記オフセット量は同一である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のライトバルブ。
The said offset amount in each group is the same when each said microlens is divided into a some group toward the said outer peripheral part from the said intersection, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Light bulb.
前記各マイクロレンズのそれぞれの前記入射する光の主要な角度は、前記マイクロレンズ部の最外周のマイクロレンズに入射する光の主要な角度に基づいて決定される角度である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のライトバルブ。
The main angle of the incident light of each of the microlenses is an angle determined based on the main angle of the light incident on the outermost microlens of the microlens portion. Item 8. The light valve according to any one of Items 1 to 7.
前記各マイクロレンズのそれぞれの外径を、該各マイクロレンズの前記交点から前記開口の中心までの距離に基づき、前記マイクロレンズ部の中心部から前記平面に沿って外周方向へ向かうに従い大きく設定する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のライトバルブ。
The outer diameter of each microlens is set to be larger from the center of the microlens portion toward the outer periphery along the plane based on the distance from the intersection of the microlenses to the center of the opening. The light valve according to claim 1, wherein the light valve is a light valve.
ライトバルブに用いられる基板であって、
マトリクス状に配置された複数の受光部と、
前記各受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部と、
前記各開口のそれぞれに対応して配置されたマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面内に複数有するマイクロレンズ部と
を備え、
前記各マイクロレンズのそれぞれの位置は、該各マイクロレンズが配置された平面内において、前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口の中心を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とするライトバルブ用基板。
A substrate used for a light valve,
A plurality of light receiving portions arranged in a matrix, and
A light blocking matrix portion provided corresponding to each light receiving portion and having a plurality of openings for introducing incident light to each of the light receiving portions;
A microlens portion having a plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings in a plane substantially parallel to the light blocking matrix portion,
The respective positions of the respective microlenses are offset by an offset amount set based on a main angle of light incident on each of the respective apertures in a plane where the respective microlenses are arranged. A light valve substrate, wherein the light valve substrate is disposed offset from an intersection of an axis passing through the center of the opening corresponding to each of the openings and the plane in the outer circumferential direction along the plane.
前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定される
ことを特徴とする請求項10記載のライトバルブ用基板。
The offset amount of each microlens is set based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. The light valve substrate according to claim 10, wherein:
前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とする請求項10又は11記載のライトバルブ用基板。
A curved surface is formed on at least one of the entrance surface and the exit surface of each microlens, and the curved surface is offset in the outer circumferential direction along the plane by the offset amount in the plane forming the curved surface. 12. The light valve substrate according to claim 10 or 11, wherein the light valve substrate is arranged in the same manner.
前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されている
ことを特徴とする請求項10又は11記載のライトバルブ用基板。
12. The light valve substrate according to claim 10, wherein each of the microlenses is a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the incident direction of the light. .
マトリクス状に配置された複数の受光部に対応して設けられ、該各受光部のそれぞれに入射光を導入するための複数の開口を有する遮光用マトリクス部を有するライトバルブに用いられるマイクロレンズ部材であって、
前記各開口のそれぞれに対応して配置されるマイクロレンズを前記遮光用マトリクス部に略平行な平面に複数有し、
前記各マイクロレンズは、それぞれ前記遮光用マトリクス部の前記各開口のそれぞれに入射する光の主要な角度に基づいて設定されたオフセット量だけ、前記各マイクロレンズのそれぞれに対応する前記開口を通る軸と前記平面との交点から該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とするマイクロレンズ部材。
A microlens member used in a light valve having a light blocking matrix portion provided with a plurality of openings for introducing incident light to each of the light receiving portions provided corresponding to the plurality of light receiving portions arranged in a matrix. Because
A plurality of microlenses arranged corresponding to each of the openings on a plane substantially parallel to the light blocking matrix portion;
Each of the micro lenses has an axis passing through the opening corresponding to each of the micro lenses by an offset amount set based on a main angle of light incident on each of the openings of the light blocking matrix unit. A microlens member, wherein the microlens member is disposed so as to be offset in an outer peripheral direction along the plane from an intersection of the plane and the plane.
前記各マイクロレンズのオフセット量は、前記遮光用マトリックス部から前記平面までの距離と、該各マイクロレンズに対応して配置されている前記開口に入射する前記光の主要な角度とに基づいて設定される
ことを特徴とする請求項14記載のマイクロレンズ部材。
The offset amount of each microlens is set based on the distance from the light blocking matrix portion to the plane and the main angle of the light incident on the opening arranged corresponding to each microlens. 15. The microlens member according to claim 14, wherein the microlens member is formed.
前記各マイクロレンズの入射面と出射面との少なくとも一方の面に湾曲面が形成されており、該湾曲面がそれを形成する前記平面内において前記オフセット量だけ該平面に沿って外周方向へオフセットして配置されている
ことを特徴とする請求項14又は15記載のマイクロレンズ部材。
A curved surface is formed on at least one of the entrance surface and the exit surface of each microlens, and the curved surface is offset in the outer circumferential direction along the plane by the offset amount in the plane forming the curved surface. The microlens member according to claim 14, wherein the microlens member is disposed as a single lens.
前記各マイクロレンズは、2つの片凸レンズを前記光の入射方向に沿って配列して形成された両凸マイクロレンズで構成されている
ことを特徴とする請求項14又は15記載のマイクロレンズ部材。
16. The microlens member according to claim 14, wherein each microlens is composed of a biconvex microlens formed by arranging two single convex lenses along the incident direction of the light.
請求項14〜17のいずれかに記載のマイクロレンズ部材を用いて構成されている
ことを特徴とする電気光学装置。
An electro-optical device comprising the microlens member according to claim 14.
請求項18に記載の電気光学装置を用いて構成されている
ことを特徴とする電子機器。
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 18.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011128205A (en) * 2009-12-15 2011-06-30 Seiko Epson Corp Image display device
JP2013073081A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector
JP2013073079A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector
JP2013148627A (en) * 2012-01-17 2013-08-01 Ricoh Opt Ind Co Ltd Counter substrate of liquid crystal device and liquid crystal device using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128205A (en) * 2009-12-15 2011-06-30 Seiko Epson Corp Image display device
JP2013073081A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector
JP2013073079A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector
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