JP2007256460A - Electro-optical apparatus and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置及びプロジェクタに関する。 The present invention relates to an electro-optical device and a projector.
例えばプロジェクタなどの投射型表示装置は、光源と、光源からの光を変調するライトバルブと、ライトバルブで変調された光をスクリーンなどに投射する投射レンズとを主体として構成されている。ライトバルブとしては、液晶装置が用いられることが多い。投射レンズは固有の呑み込み角(投射レンズに入射可能な光の角度)を有しており、ライトバルブから所定の範囲の角度で射出される光が入射され、その範囲外の角度で射出される光は入射されないようになっている。 For example, a projection display device such as a projector mainly includes a light source, a light valve that modulates light from the light source, and a projection lens that projects light modulated by the light valve onto a screen or the like. A liquid crystal device is often used as the light valve. The projection lens has a unique stagnation angle (the angle of light that can enter the projection lens), and light emitted from the light valve at an angle within a predetermined range is incident and emitted at an angle outside the range. Light is not incident.
ライトバルブとして用いられる液晶装置は、一対の基板が液晶を挟持する構成になっている。このような液晶装置は、光源からの光をできるだけ表示に寄与させるため、高い光利用効率が求められている。光の利用効率を高める手法として、例えば当該一対の基板にマイクロレンズを形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この技術では、一対の基板のそれぞれにマイクロレンズを形成することによって、光を画素領域内に集光する作用が強く働き、これにより光の利用効率を高めることができるようになっている。 A liquid crystal device used as a light valve has a configuration in which a pair of substrates sandwich a liquid crystal. Such a liquid crystal device is required to have high light utilization efficiency in order to contribute light from the light source to display as much as possible. As a technique for increasing the light use efficiency, for example, a technique of forming a microlens on the pair of substrates is known (for example, see Patent Document 1). In this technique, by forming a microlens on each of a pair of substrates, the function of condensing light into the pixel region works strongly, thereby improving the light utilization efficiency.
一方、この技術では、一対の基板にそれぞれ形成されたマイクロレンズの焦点をあわせるためのアライメントが困難であること、光が複数のレンズを透過することによって損失(フレネルロス)が生じること、一対の基板のそれぞれにマイクロレンズを形成するためコストが高くなってしまうこと、などの問題がある。 On the other hand, with this technology, alignment for focusing the microlenses formed on the pair of substrates is difficult, loss (Fresnel loss) occurs when light passes through a plurality of lenses, and the pair of substrates. However, there is a problem that the cost increases because microlenses are formed on each of the above.
これに対して、一対の基板のうち一方の基板に、画素領域間に溝状のプリズム素子を形成したプリズム基板を貼り付けることにより、基板内を透過する光を当該プリズム素子の溝において画素領域内に反射させる技術が知られている。この技術によれば、光を画素領域に集光することができ、光の利用効率を向上させることができると共に、上記の問題が発生することも無い。 On the other hand, by attaching a prism substrate in which a groove-shaped prism element is formed between pixel regions to one of the pair of substrates, light transmitted through the substrate is transmitted to the pixel region in the groove of the prism element. A technique for reflecting inward is known. According to this technique, light can be condensed on the pixel region, the light use efficiency can be improved, and the above problem does not occur.
また、このような液晶装置には画素領域がマトリクス状に形成されており、画素領域間には配線や駆動素子などが配置されている。この配線や駆動素子に光が照射されると電気的に不具合が生じるため、画素領域間は通常は遮光部で覆われている。プリズム基板においては、一般的には当該プリズム素子が形成されている面に対向基板が貼り付けられており、この対向基板上にプリズム素子に平面視で重なるように遮光部が配置されている。
しかしながら、基板にプリズム素子を設ける場合、プリズム素子と遮光部との間には対向基板の厚み分だけ間隔が設けられるため、画素領域(プリズム素子間)を基板の法線方向に対して傾いて通過した光や、プリズム素子によって反射され画素領域を通過した光の一部が、遮光部によって吸収されることがある。これらの光は本来液晶装置から射出され表示に寄与する光であるため、遮光部に吸収された分だけ光の利用効率が低下してしまうことになる。 However, when a prism element is provided on the substrate, the pixel region (between the prism elements) is inclined with respect to the normal direction of the substrate because a space corresponding to the thickness of the counter substrate is provided between the prism element and the light shielding portion. A part of the light that has passed through or the light that has been reflected by the prism element and passed through the pixel region may be absorbed by the light shielding unit. Since these lights are originally emitted from the liquid crystal device and contribute to the display, the light use efficiency is reduced by the amount absorbed by the light shielding portion.
また、遮光部で吸収されずに液晶装置を透過した光の角度が、投射レンズの呑み込み角の範囲に納まらず、投射レンズに入射されない虞もある。このため、ライトバルブにおいて光の利用効率が低下してしまうという問題がある。これらの点については、液晶装置に限らず、他の電気光学装置にも同様の問題である。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、光の利用効率を向上させることが可能な電気光学装置及びプロジェクタを提供することにある。
In addition, the angle of light transmitted through the liquid crystal device without being absorbed by the light shielding unit may not fall within the range of the included angle of the projection lens and may not enter the projection lens. For this reason, there exists a problem that the utilization efficiency of light will fall in a light valve. About these points, it is the same problem not only in a liquid crystal device but in other electro-optical devices.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide an electro-optical device and a projector capable of improving the light use efficiency.
上記目的を達成するため、本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板とを具備し、前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設され、前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記第1の遮光部の所定の幅をT2、前記第2の遮光部の所定の幅をT3とし、t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T3+2t1≧T2の場合は、T1≧T3+2(t1+t2)となり、T3+2t1<T2の場合は、T1≧T2+2t2となるように、前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electro-optical device according to the present invention includes an electro-optical material layer held between a pair of substrates, and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. A prism portion provided in the shape of a groove on the surface of one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, having an opening, and collecting light incident on the substrate; A transparent substrate provided so as to cover the surface of the substrate on the electro-optic material layer side, and on the electro-optic material layer side of the transparent substrate, a predetermined portion so as to overlap the prism portion in plan view A first light-shielding portion that is provided in a width and shields light is disposed, and the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates overlaps with the prism portion in a plan view. A second light-shielding part is provided to block the light. The thickness of the electro-optical material layer is D1, the optical refractive index of the electro-optical material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the optical refractive index of the transparent substrate is n2, and the opening of the prism portion The width is T1, the predetermined width of the first light-shielding portion is T2, the predetermined width of the second light-shielding portion is T3, and t1 = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)). , T2 = D2 × tan (sin−1 {(n1 / n2) sin (sin−1 (sin (θf) / n1))}}, T1 ≧ T3 + 2 (t1 + t2) and T3 + 2t1 when T3 + 2t1 ≧ T2. In the case of <T2, the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2 + 2t2.
ここで、「電気光学装置」とは、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するもの等も含んで総称している。具体的には、電気光学物質として液晶を用いる液晶表示装置、有機EL(Electro-Luminescence)を用いる有機EL装置、無機ELを用いる無機EL装置、電気光学物質としてプラズマ用ガスを用いるプラズマディスプレイ装置等がある。さらには、電気泳動ディスプレイ装置(EPD:Electrophoretic Display)、フィールドエミッションディスプレイ装置(FED:電界放出表示装置:Field Emission Display)等がある。 Here, “electro-optical device” is a generic term that includes an electro-optical effect that changes the light transmittance by changing the refractive index of a substance by an electric field, and also includes devices that convert electric energy into optical energy. is doing. Specifically, a liquid crystal display device using liquid crystal as an electro-optical material, an organic EL device using organic EL (Electro-Luminescence), an inorganic EL device using inorganic EL, a plasma display device using plasma gas as an electro-optical material, etc. There is. Furthermore, there are an electrophoretic display device (EPD), a field emission display device (FED: Field Emission Display device), and the like.
また、「溝幅」とは、溝の延在方向に対して直交する方向の寸法をいうものとする。同様に遮光部の「所定の幅」とは、遮光部の延在方向に対して直交する方向の寸法をいうものとする。なお、所定の幅T2については、遮光部が一方の基板のみに設けられている場合には当該基板に設けられた遮光部の幅の値であり、遮光部が両方の基板に設けられている場合には、原則として幅寸法の大きい方の幅の値である。ただし、上記一方の基板に設けられた遮光部の幅よりも他方の基板に設けられた遮光部の幅が小さい場合は、光の入射角度によって幅の小さい方の遮光部の幅を「所定の幅」とする場合もある。 The “groove width” refers to a dimension in a direction perpendicular to the extending direction of the groove. Similarly, the “predetermined width” of the light shielding portion refers to a dimension in a direction orthogonal to the extending direction of the light shielding portion. The predetermined width T2 is the width value of the light shielding portion provided on the substrate when the light shielding portion is provided only on one substrate, and the light shielding portions are provided on both substrates. In some cases, in principle, the value of the width having the larger width dimension is used. However, when the width of the light-shielding portion provided on the other substrate is smaller than the width of the light-shielding portion provided on the one substrate, the width of the light-shielding portion having the smaller width is set to “predetermined” depending on the incident angle of light. Sometimes referred to as “width”.
本発明では、一方の基板の電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板を具備し、この透明基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設された構成、すなわち、透明基板が設けられており、一対の基板のうち両方の基板に遮光部が設けられた(一方の基板には第1の遮光部、他方の基板には第2の遮光部が設けられた)構成に関するものである。 In the present invention, a transparent substrate is provided so as to cover the surface of the one substrate on the electro-optic material layer side, and the electro-optic material layer side of this transparent substrate is predetermined to overlap the prism portion in plan view. The first light-shielding portion that shields light is disposed, and the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates has a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view. Provided with a second light-shielding portion that shields light, that is, a transparent substrate is provided, and both of the pair of substrates are provided with light-shielding portions (on one substrate) The first light-shielding portion and the second substrate are provided with a second light-shielding portion).
この構成において、電気光学物質層の厚さをD1、電気光学物質層の光屈折率をn1、透明基板の厚さをD2、透明基板の光屈折率をn2、プリズム部の開口部の幅をT1、第1の遮光部の所定の幅をT2、第2の遮光部の所定の幅をT3とし、t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T3+2t1≧T2の場合は、T1≧T3+2(t1+t2)となり、T3+2t1<T2の場合は、T1≧T2+2t2となるように、プリズム部の開口部の幅T1が設けられているので、投射部に呑み込まれる光を最大限にすることができると共に、遮光部によって吸収される光を減少させることができる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。 In this configuration, the thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion is T1, the predetermined width of the first light-shielding part is T2, the predetermined width of the second light-shielding part is T3, and t1 = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)), t2 = D2 Xtan (sin-1 {(n1 / n2) sin (sin-1 (sin (θf) / n1))}}, T3 + 2t1 ≧ T2, T1 ≧ T3 + 2 (t1 + t2), and T3 + 2t1 <T2. Since the opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2 + 2t2, the light trapped in the projection portion can be maximized and the light absorbed by the light shielding portion can be reduced. This can be More, it is possible to improve the light utilization efficiency.
上記t1、t2についての式から、当該t1及びt2と投射部の呑み込み角度θfの関係を明らかにした。例えばこの射出される光の角度が投射部の呑み込み角θfを超えてしまうと、当該光は投射部に入射されないため、その分は表示に寄与しない光となる。そこで、本実施形態では、投射部に光が最大限に入射されるように、t1及びt2を設定している。 From the above equations for t1 and t2, the relationship between the t1 and t2 and the stagnation angle θf of the projection unit was clarified. For example, if the angle of the emitted light exceeds the squeezing angle θf of the projection unit, the light is not incident on the projection unit, and thus the light does not contribute to display. Therefore, in the present embodiment, t1 and t2 are set so that light is incident on the projection unit to the maximum extent.
また、本発明では、一方の基板の電気光学物質層側の表面を覆うように透明基板が設けられているため、その厚み分だけプリズム部と遮光部との間に間隔が設けられる。このため、画素領域を通過した光のうち、例えば基板の法線方向に対して傾いて通過した光の一部が、画素領域を透過した後、遮光部によって吸収されることがある。 In the present invention, since the transparent substrate is provided so as to cover the surface of the one substrate on the side of the electro-optic material layer, a gap is provided between the prism portion and the light shielding portion by the thickness. For this reason, of the light that has passed through the pixel region, for example, a part of the light that has been tilted with respect to the normal direction of the substrate may pass through the pixel region and then be absorbed by the light shielding unit.
ここで、本発明の構成においては、第1の遮光部には吸収されないものの第2の遮光部に吸収される場合と、第1の遮光部に吸収される場合とが考えられる。前者の場合(T3+2t1≧T2の場合)、溝の幅T1がT3+2(t1+t2)を満たせば、従来では第2の遮光部に吸収されていた光についても、表示に寄与させることができる。後者の場合(T3+2t1<T2の場合)、溝の幅T1がT1≧T2+2t2を満たせば、従来では第1の遮光部に吸収されていた光についても、表示に寄与させることができる。 Here, in the configuration of the present invention, there are cases where the light is not absorbed by the first light-shielding portion but is absorbed by the second light-shielding portion and the case where it is absorbed by the first light-shielding portion. In the former case (when T3 + 2t1 ≧ T2), if the groove width T1 satisfies T3 + 2 (t1 + t2), light that has been absorbed by the second light-shielding portion in the past can also contribute to display. In the latter case (when T3 + 2t1 <T2), if the groove width T1 satisfies T1 ≧ T2 + 2t2, light that has been absorbed by the first light-shielding portion in the past can also contribute to display.
このように溝幅T1を設定することにより、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。 By setting the groove width T1 in this way, it is possible to reduce the light absorbed by the light-shielding portion of the light that has passed through the pixel region, and to make the light incident to the projection portion to the maximum extent. It has become.
本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板とを具備し、前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記遮光部の所定の幅をT2とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T1≧T2+2t2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. A prism portion provided in a groove shape on the surface of one of the substrates on the electro-optic material layer side, having an opening, and condensing light incident on the substrate; and the electro-optic material of the one substrate A transparent substrate provided to cover the surface of the layer side, provided on the electro-optic material layer side of the transparent substrate with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, A light-shielding portion that shields light is disposed, and a light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not disposed on the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates. The thickness of the layer is D1, and the optical refractive index of the electro-optic material layer is 1. The thickness of the transparent substrate is D2, the optical refractive index of the transparent substrate is n2, the width of the opening of the prism portion is T1, and the predetermined width of the light shielding portion is T2, and t2 = D2 × tan (sin −1 {(n1 / n2) sin (sin−1 (sin (θf) / n1))}}, the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2 + 2t2. And
本発明では、一方の基板の電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板を具備し、透明基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されていない構成、すなわち、透明基板が設けられており、一対の基板のうち一方の基板にのみ遮光部が設けられており、他方の基板には遮光部が設けられていない構成に関するものである。 In the present invention, a transparent substrate is provided so as to cover the surface of the one substrate on the electro-optic material layer side, and the transparent substrate on the electro-optic material layer side has a predetermined portion so as to overlap the prism portion in plan view. A configuration in which a light-shielding portion that is provided in a width and shields light is disposed, and a light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not disposed on the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, In other words, the present invention relates to a configuration in which a transparent substrate is provided, only one of the pair of substrates is provided with a light shielding portion, and the other substrate is not provided with a light shielding portion.
この構成において、電気光学物質層の厚さをD1、電気光学物質層の光屈折率をn1、透明基板の厚さをD2、透明基板の光屈折率をn2、プリズム部の開口部の幅をT1、遮光部の所定の幅をT2とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T1≧T2+2t2となるようにプリズム部の開口部の幅T1が設けられているので、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。 In this configuration, the thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion is When T1 is a predetermined width of the light-shielding portion and T2 and t2 = D2 × tan (sin-1 {(n1 / n2) sin (sin-1 (sin (θf) / n1))}, T1 ≧ T2 + 2t2. As described above, the width T1 of the opening of the prism portion is provided, so that the light absorbed by the light-shielding portion among the light that has passed through the pixel region can be reduced, and the light is incident to the projection portion to the maximum extent. It is possible to make it.
本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板とを具備し、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記遮光部の所定の幅をT3とし、t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T1≧T3+2(t1+t2)となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. A prism portion provided in a groove shape on the surface of one of the substrates on the electro-optic material layer side, having an opening, and condensing light incident on the substrate; and the electro-optic material of the one substrate A transparent substrate provided so as to cover the surface of the layer side, and the electrooptic material layer side of the other substrate of the pair of substrates has a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view A light-shielding part that shields light is disposed, and on the electro-optic material layer side of the transparent substrate, a light-shielding part that overlaps the prism part in plan view is not disposed, and the electro-optic material The thickness of the layer is D1, and the optical refractive index of the electro-optic material layer is 1. The thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, the width of the opening of the prism portion is T1, and the predetermined width of the light shielding portion is T3, and t1 = D1 × tan (sin −1 (sin (θf) / n1)) and t2 = D2 × tan (sin−1 {(n1 / n2) sin (sin−1 (sin (θf) / n1))}}, T1 ≧ T3 + 2 ( A width T1 of the opening of the prism portion is provided so as to be t1 + t2).
本発明では、一方の基板の電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板を具備し、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、透明基板の前記電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されていない構成、すなわち、透明基板が設けられており、一対の基板のうち他方の基板にのみ遮光部が設けられており、一方の基板には遮光部が設けられていない構成に関するものである。 In the present invention, a transparent substrate is provided so as to cover the surface of one substrate on the electro-optic material layer side, and the prism portion is seen in plan view on the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates. A light-shielding part that shields light is disposed so as to overlap with each other, and a light-shielding part that overlaps the prism part in plan view is not disposed on the electro-optic material layer side of the transparent substrate. That is, the present invention relates to a configuration in which a transparent substrate is provided, a light shielding portion is provided only on the other substrate of the pair of substrates, and a light shielding portion is not provided on one substrate.
この構成において、電気光学物質層の厚さをD1、電気光学物質層の光屈折率をn1、透明基板の厚さをD2、透明基板の光屈折率をn2、プリズム部の開口部の幅をT1、遮光部の所定の幅をT3とし、t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、T1≧T3+2(t1+t2)となるようにプリズム部の開口部の幅T1が設けられているので、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。 In this configuration, the thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion is T1, the predetermined width of the light-shielding part is T3, t1 = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)), and t2 = D2 × tan (sin−1 {(n1 / n2) sin (sin −1 (sin (θf) / n1))}, the opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T3 + 2 (t1 + t2). It is possible to reduce the light absorbed by the light and to make the light incident on the projection unit to the maximum extent.
本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設され、前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記プリズムの開口部の幅をT1、前記第1の遮光部の幅をT2、前記第2の遮光部の幅をT3とし、t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、T3+2t≧T2の場合は、T1≧T3+2tとなり、T3+2t<T2の場合は、T1≧T2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. One of the substrates is provided in a groove shape on the surface of the one of the substrates on the electro-optic material layer side, and has an opening and a prism portion that collects light incident on the substrate, On the optical material layer side, there is provided a first light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and shields light from the other substrate of the pair of substrates. On the optical material layer side, a second light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view is disposed, and the thickness of the electro-optical material layer is set to D1, The optical refractive index of the electro-optic material layer is n1, and the width of the opening of the prism is T. When the width of the first light-shielding portion is T2, the width of the second light-shielding portion is T3, and t = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)), T3 + 2t ≧ T2 Is T1 ≧ T3 + 2t. When T3 + 2t <T2, the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2.
本発明では、一方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設された構成、すなわち、透明基板が設けられておらず、一対の基板のうち両方の基板に遮光部が設けられた(一方の基板には第1の遮光部、他方の基板には第2の遮光部が設けられた)構成に関するものである。 In the present invention, on the electro-optic material layer side of one substrate, a first light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap with the prism portion in plan view is disposed, and a pair of substrates is provided. Of the other substrate, on the electro-optic material layer side, a configuration is provided in which a second light-shielding portion that is provided with a predetermined width and is arranged to overlap the prism portion in plan view, that is, a transparent substrate. It is not provided, and it is related with the structure by which the light-shielding part was provided in both the board | substrates (one board | substrate was provided with the 1st light-shielding part, and the 2nd light-shielding part was provided in the other board | substrate). Is.
本発明によれば、プリズム部が形成された一方の基板の電気光学物質側表面に透明基板を設けない構成であるため、プリズム部と遮光部との間に間隔がその分狭くなる。このため、透明基板を設けた場合に画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収されていた光の一部については、本発明では、吸収されずに済むことになる。 According to the present invention, since the transparent substrate is not provided on the electro-optical material side surface of the one substrate on which the prism portion is formed, the interval between the prism portion and the light shielding portion is reduced accordingly. For this reason, when a transparent substrate is provided, a part of the light that has been absorbed by the light shielding portion among the light that has passed through the pixel region is not absorbed in the present invention.
これに加えて、電気光学物質層の厚さをD1、電気光学物質層の光屈折率をn1、プリズムの開口部の幅をT1、第1の遮光部の幅をT2、第2の遮光部の幅をT3とし、t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、T3+2t≧T2の場合は、T1≧T3+2tとなりT3+2t<T2の場合は、T1≧T2となるようにプリズム部の開口部の幅T1が設けられているため、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。これにより、光の利用効率の一層の向上を図ることができる。 In addition to this, the thickness of the electro-optical material layer is D1, the optical refractive index of the electro-optical material layer is n1, the width of the opening of the prism is T1, the width of the first light-shielding portion is T2, and the second light-shielding portion And T = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)), T1 + T3 + 2t when T3 + 2t ≧ T2, and T1 ≧ T2 when T3 + 2t <T2. As described above, since the width T1 of the opening of the prism portion is provided, the light absorbed by the light-shielding portion among the light that has passed through the pixel region can be reduced, and the light is incident to the projection portion to the maximum extent. It is possible to make it. Thereby, the further improvement of the utilization efficiency of light can be aimed at.
本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が設けられ、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、前記プリズムの開口部の幅をT1、前記遮光部の幅をT2とすると、T1≧T2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. One of the substrates is provided in a groove shape on the surface of the one of the substrates on the electro-optic material layer side, and has an opening and a prism portion that collects light incident on the substrate, The optical material layer side is provided with a light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and shields light, and the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates Is not provided with a light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view, where the prism opening width is T1, and the light-shielding portion width is T2, so that the prism satisfies T1 ≧ T2. The width T1 of the opening of the part is provided. To.
本発明では、一方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が設けられ、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されていない構成、すなわち、透明基板が設けられておらず、一対の基板のうち一方の基板にのみ遮光部が設けられており、他方の基板には遮光部が設けられていない構成に関するものである。この構成では、プリズム部が形成された一方の基板の電気光学物質側表面に透明基板を設けない構成である。上記同様、プリズム部と遮光部との間に間隔がその分狭くなるため、透明基板を設けた場合に画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収されていた光の一部については吸収されずに済むことになる。 In the present invention, on the electro-optic material layer side of one substrate, a light-shielding portion is provided to have a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and the other substrate of the pair of substrates is provided. On the electro-optic material layer side, a configuration in which the light shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not provided, that is, a transparent substrate is not provided, and the light shielding portion is provided only on one of the pair of substrates. The present invention relates to a configuration in which the other substrate is not provided with a light shielding portion. In this configuration, a transparent substrate is not provided on the electro-optical material side surface of one substrate on which the prism portion is formed. As described above, since the gap between the prism portion and the light shielding portion is reduced by that amount, a part of the light absorbed by the light shielding portion among the light that has passed through the pixel region when the transparent substrate is provided is absorbed. It will be done.
また、この構成において、プリズムの開口部の幅をT1、遮光部の幅をT2とすると、T1≧T2となるようにプリズム部の開口部の幅T1が設けられているので、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。 Further, in this configuration, when the width of the opening of the prism is T1 and the width of the light-shielding portion is T2, the width T1 of the opening of the prism is set so that T1 ≧ T2. It is possible to reduce the light absorbed by the light-shielding part among the received light, and to make the light incident on the projection part to the maximum extent.
本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を保持してなり、所定の呑み込み角θfを有する投射部へ向けて光を射出する電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側上には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記プリズムの開口部の幅をT1、前記遮光部の幅をT3とし、t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、T1≧T3+2tとなるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられていることを特徴とする。 An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined penetration angle θf. One of the substrates is provided in a groove shape on the surface of the substrate on the electro-optic material layer side, and has an opening and a prism portion that collects light incident on the substrate, and the other of the pair of substrates On the electro-optic material layer side of the substrate, a light-shielding portion is disposed to have a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and the light-shielding portion is disposed on the one substrate. On the layer side, a light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not provided, the thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, and the opening of the prism The width of the part is T1, the width of the light shielding part is T3, and t = D1 × t When an (sin-1 (sin (θf) / n1)), the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T3 + 2t.
本発明では、一対の基板のうち他方の基板の電気光学物質層側上には、プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、一方の基板の電気光学物質層側には、プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されていない構成、すなわち、透明基板が設けられておらず、一対の基板のうち他方の基板にのみ遮光部が設けられており、一方の基板には遮光部が設けられていない構成に関するものである。この構成では、プリズム部が形成された一方の基板の電気光学物質側表面に透明基板を設けない構成である。上記同様、プリズム部と遮光部との間に間隔がその分狭くなるため、透明基板を設けた場合に画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収されていた光の一部については吸収されずに済むことになる。 In the present invention, on the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in a plan view and shields light is disposed. On the electro-optic material layer side of the substrate, there is a configuration in which the light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not provided, that is, no transparent substrate is provided, and light is shielded only on the other substrate of the pair of substrates. This is a configuration in which a light shielding portion is not provided on one of the substrates. In this configuration, a transparent substrate is not provided on the electro-optical material side surface of one substrate on which the prism portion is formed. As described above, since the gap between the prism portion and the light shielding portion is reduced by that amount, a part of the light absorbed by the light shielding portion among the light that has passed through the pixel region when the transparent substrate is provided is absorbed. It will be done.
また、この構成において、電気光学物質層の厚さをD1、電気光学物質層の光屈折率をn1、プリズムの開口部の幅をT1、遮光部の幅をT3とし、t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、T1≧T3+2tとなるようにプリズム部の開口部の幅T1が設けられているので、画素領域を通過した光のうち遮光部によって吸収される光を減少させることができ、かつ、投射部に光を最大限に入射させることが可能になっている。 In this configuration, the thickness of the electro-optical material layer is D1, the optical refractive index of the electro-optical material layer is n1, the width of the opening of the prism is T1, the width of the light-shielding portion is T3, and t = D1 × tan ( When sin-1 (sin (θf) / n1)), the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T3 + 2t, and therefore, the light that has passed through the pixel region is absorbed by the light shielding portion. Light can be reduced, and light can enter the projection unit to the maximum extent.
本発明に係るプロジェクタは、上記の電気光学装置と、所定の呑み込み角θfを有する前記投射部とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、光の利用効率の向上を図ることができる電気光学装置を備えているので、明るく、コントラストの高い画像を表示可能なプロジェクタを得ることができる。
A projector according to the present invention includes the electro-optical device described above and the projection unit having a predetermined squinting angle θf.
According to the present invention, since the electro-optical device that can improve the light utilization efficiency is provided, it is possible to obtain a projector that can display a bright and high-contrast image.
[第1実施形態]
(プロジェクタ)
まず、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの概略構成を説明する。
図1に示すように、光源部である超高圧水銀ランプ101は、第1色光である赤色光(以下、「R光」という。)、第2色光である緑色光(以下、「G光」という。)、及び第3色光である青色光(以下、「B光」という。)を含む光を供給する。インテグレータ104は、超高圧水銀ランプ101からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子105にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばs偏光光に変換される。s偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー106Rに入射する。以下、R光について説明する。R光透過ダイクロイックミラー106Rは、R光を透過し、G光、B光を反射する。R光透過ダイクロイックミラー106Rを透過したR光は、反射ミラー107に入射する。反射ミラー107は、R光の光路を90度折り曲げる。光路を折り曲げられたR光は、第1色光であるR光を画像信号に応じて変調する第1色光用空間光変調装置110Rに入射する。第1色光用空間光変調装置110Rは、R光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、第1色光用空間光変調装置110Rに入射するR光は、s偏光光のままの状態である。
[First Embodiment]
(projector)
First, a schematic configuration of the projector according to the first embodiment of the invention will be described.
As shown in FIG. 1, an ultra-high
第1色光用空間光変調装置110Rは、λ/2位相差板123R、ガラス板124R、第1偏光板121R、液晶パネル120R、及び第2偏光板122Rを有する。液晶パネル120Rの詳細な構成については後述する。λ/2位相差板123R及び第1偏光板121Rは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板124Rに接する状態で配置される。これにより、第1偏光板121R及びλ/2位相差板123Rが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。なお、図1において、第2偏光板122Rは独立して設けられているが、液晶パネル120Rの射出面や、クロスダイクロイックプリズム112の入射面に接する状態で配置しても良い。
The first color light spatial
第1色光用空間光変調装置110Rに入射したs偏光光は、λ/2位相差板123Rによりp偏光光に変換される。p偏光光に変換されたR光は、ガラス板124R及び第1偏光板121Rをそのまま透過し、液晶パネル120Rに入射する。液晶パネル120Rに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調により、R光がs偏光光に変換される。液晶パネル120Rの変調により、s偏光光に変換されたR光が、第2偏光板122Rから射出される。このようにして、第1色光用空間光変調装置110Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。
The s-polarized light incident on the first color light spatial
次に、G光について説明する。R光透過ダイクロイックミラー106Rで反射された、G光とB光とは光路を90度折り曲げられる。光路を折り曲げられたG光とB光とは、B光透過ダイクロイックミラー106Gに入射する。B光透過ダイクロイックミラー106Gは、G光を反射し、B光を透過する。B光透過ダイクロイックミラー106Gで反射されたG光は、第2色光であるG光を画像信号に応じて変調する第2色光用空間光変調装置110Gに入射する。第2色光用空間光変調装置110GはG光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。第2色光用空間光変調装置110Gは、液晶パネル120G、第1偏光板121G及び第2偏光板122Gを有する。液晶パネル120Gの詳細に関しては後述する。
Next, the G light will be described. The light paths of the G light and the B light reflected by the R light transmitting
第2色光用空間光変調装置110Gに入射するG光は、s偏光光に変換されている。第2色光用空間光変調装置110Gに入射したs偏光光は、第1偏光板121Gをそのまま透過し、液晶パネル120Gに入射する。液晶パネル120Gに入射したs偏光光は、画像信号に応じた変調により、G光がp偏光光に変換される。液晶パネル120Gの変調により、p偏光光に変換されたG光が、第2偏光板122Gから射出される。このようにして、第2色光用空間光変調装置110Gで変調されたG光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。
The G light incident on the second color light spatial light modulator 110G is converted into s-polarized light. The s-polarized light incident on the second color light spatial light modulator 110G passes through the first polarizing plate 121G as it is and enters the liquid crystal panel 120G. The s-polarized light incident on the liquid crystal panel 120G is converted into p-polarized light by modulation according to the image signal. The G light converted into p-polarized light by the modulation of the liquid crystal panel 120G is emitted from the second
次に、B光について説明する。B光透過ダイクロイックミラー106Gを透過したB光は、2枚のリレーレンズ108と、2枚の反射ミラー107とを経由して、第3色光であるB光を画像信号に応じて変調する第3色光用空間光変調装置110Bに入射する。第3色光用空間光変調装置110Bは、B光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
Next, the B light will be described. The B light transmitted through the B light transmitting dichroic mirror 106G passes through the two
なお、B光にリレーレンズ108を経由させるのは、B光の光路の長さがR光及びG光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ108を用いることにより、B光透過ダイクロイックミラー106Gを透過したB光を、そのまま第3色光用空間光変調装置110Bに導くことができる。第3色光用空間光変調装置110Bは、λ/2位相差板123B、ガラス板124B、第1偏光板121B、液晶パネル120B、及び第2偏光板122Bを有する。なお、第3色光用空間光変調装置110Bの構成は、上述した第1色光用空間光変調装置110Rの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
The reason why the B light passes through the
第3色光用空間光変調装置110Bに入射するB光は、s偏光光に変換されている。第3色光用空間光変調装置110Bに入射したs偏光光は、λ/2位相差板123Bによりp偏光光に変換される。p偏光光に変換されたB光は、ガラス板124B及び第1偏光板121Bをそのまま透過し、液晶パネル120Bに入射する。液晶パネル120Bに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調により、B光がs偏光光に変換される。液晶パネル120Bの変調により、s偏光光に変換されたB光が、第2偏光板122Bから射出される。第3色光用空間光変調装置110Bで変調されたB光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。このように、色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー106RとB光透過ダイクロイックミラー106Gとは、超高圧水銀ランプ101から供給される光を、第1色光であるR光と、第2色光であるG光と、第3色光であるB光とに分離する。
The B light incident on the spatial light modulator for
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112は、2つのダイクロイック膜112a、112bをX字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜112aは、B光を反射し、G光を透過する。ダイクロイック膜112bは、R光を反射し、G光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム112は、第1色光用空間光変調装置110R、第2色光用空間光変調装置110G、及び第3色光用空間光変調装置110Bでそれぞれ変調されたR光、G光及びB光を合成する。
The cross
投射レンズ114は、クロスダイクロイックプリズム112で合成された光をスクリーン116に投射する。これにより、スクリーン116上でフルカラー画像を得ることができる。
The
上述のように、第1色光用空間光変調装置110R及び第3色光用空間光変調装置110Bからクロスダイクロイックプリズム112に入射される光は、s偏光光となるように設定される。また、第2色光用空間光変調装置110Gからクロスダイクロイックプリズム112に入射される光は、p偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム112に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム112において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜112a、112bは、通常、s偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜112a、112bで反射されるR光及びB光をs偏光光とし、ダイクロイック膜112a、112bを透過するG光をp偏光光としている。
As described above, the light incident on the cross
(液晶パネル)
次に、図2及び図3を参照して液晶パネル(電気光学装置)の詳細について説明する。図1で説明したプロジェクタ100は、3枚の液晶パネル120R、120G、120Bを備えている。これら3枚の液晶パネル120R、120G、120Bは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本構成は同一である。このため、液晶パネル120Rを例に挙げて以下に説明する。図2は、液晶パネル120Rの構成を示す平面図であり、図3は、液晶パネル120Rの断面図である。図2、図3のX方向が液晶パネル120Rの短手方向であり、Y方向が液晶パネル120Rの長手方向である。
(LCD panel)
Next, the details of the liquid crystal panel (electro-optical device) will be described with reference to FIGS. The
図2に示すように、液晶パネル120Rは、例えばガラスなどの透明な材料からなるTFTアレイ基板2とプリズム基板3とを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材4により貼り合わせた構成になっている。シール材4によって囲まれた領域内には液晶層5が封入されている。
As shown in FIG. 2, the
シール材4の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り6が形成されている。周辺見切り6によって囲まれた領域は、上述した超高圧水銀ランプ101からの光が変調される光変調領域12になっている。光変調領域12内には、超高圧水銀ランプ101からの光が透過可能な画素領域13が、マトリクス状に配列されている。画素領域13の間の領域は、超高圧水銀ランプ101からの光が遮光される画素間領域14である。
A peripheral parting 6 made of a light shielding material is formed inside the sealing
シール材4の外側の領域には、データ線駆動回路7および外部回路実装端子8がTFTアレイ基板2の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿って走査線駆動回路9が形成されている。TFTアレイ基板2の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路9の間を接続するための複数の配線10が設けられている。また、プリズム基板3の角部においては、TFTアレイ基板2とプリズム基板3との間で電気的導通をとるための基板間導通材11が配設されている。
A data line driving circuit 7 and an external circuit mounting terminal 8 are formed along one side of the
なお、データ線駆動回路7および走査線駆動回路9をTFTアレイ基板2の上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(Tape Automated Bonding)基板とTFTアレイ基板2の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。
Instead of forming the data line driving circuit 7 and the scanning
図3に示すように、TFTアレイ基板2の内側表面2aには、画素領域13に設けられ例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明な導電材料からなる画素電極24と、画素間領域14に設けられ当該画素電極24に電気信号を供給するスイッチング素子としてのTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)21と、画素電極24及びTFT21を覆うように内側表面2aのほぼ全面に設けられ透明な樹脂材料などからなる平坦化膜26と、当該平坦化膜26上の画素間領域14に配置された遮光部23と、当該遮光部23を覆うように平坦化膜26上に積層された配向膜25とが設けられている。
As shown in FIG. 3, on the
また、プリズム基板3の内側表面3aには、接着層31を介して対向基板32が貼り付けられている。対向基板32上には、画素間領域14に設けられた遮光部33と、当該遮光部33を覆うと共に対向基板32上のほぼ全面に設けられた共通電極34とが形成されており、共通電極34の表面上には配向膜35が形成されている。
A
また、プリズム基板3の画素間領域14には、プリズム素子30が形成されている。プリズム素子30は、プリズム基板3の内側表面3aに形成された溝40を主体とする光路偏向部である。プリズム素子30の断面は、二等辺三角形になっている。プリズム素子30は、画素間領域14のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられており、遮光部23及び遮光部33に平面視で重なるように配置されている。溝40内は斜面40a、対向基板32(接着層31)で囲まれた中空部分である。
A
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ114へと射出される形状となっていれば良い。
Here, the cross section of the
また対向基板32は中空に限られたものでなく、プリズム基板の屈折率より低い樹脂、もしくは斜面40aにCr、Al等の反射膜を成膜し、プリズム部には無機材料を入れ込んでも良い。
樹脂については、アクリル系樹脂の他に、例えばエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの透明な樹脂材料から構成されていても良い。アクリル系樹脂は、前駆体や感光剤(光重合開始剤)を利用することで、光の照射によって短時間に容易に硬化するため、好適に用いられる。また、紫外線硬化系樹脂は硬化収縮が少なく、プリズム素子30の信頼性確保、形状安定性確保に有効である。アクリル系樹脂の基本構成の具体例としては、プレポリマー又はオリゴマー、モノマー、光重合開始剤を挙げることができる。
The
About resin, you may be comprised from transparent resin materials, such as an epoxy resin, a melamine resin, and a polyimide resin other than acrylic resin, for example. Acrylic resins are suitably used because they are easily cured in a short time by light irradiation by using a precursor or a photosensitizer (photopolymerization initiator). Further, the ultraviolet curable resin has little curing shrinkage, and is effective in ensuring the reliability and shape stability of the
プレポリマー又はオリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類などのアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類などのメタクリレート類などを利用することができる。 Examples of the prepolymer or oligomer include acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, spiroacetal acrylates, epoxy methacrylates, urethane methacrylates, polyester methacrylates, and polyethers. Methacrylates such as methacrylates can be used.
モノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシメチルメタクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、カルピトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、1,3−ブタンジオールアクリレートなどの単官能性モノマー、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートなどの二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの多官能性モノマーなどを利用することができる。 Examples of the monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxymethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, Monofunctional monomers such as dicyclopentenyl acrylate and 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol Bifunctional monomers such as diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, Pentaerythritol triacrylate, etc. polyfunctional monomers such as dipentaerythritol hexaacrylate can be utilized.
光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノンなどのブチルフェノン類、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、α,α−ジクロル−4−フェノキシアセトフェノンなどのハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、N,N−テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルメチルメチルケタールなどのベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテルなどのベンゾイン類、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどのオキシム類、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントンなどのキサントン類、ミヒラーケトン、ベンジルメチルケタールなどのラジカル発生化合物などを利用することができる。
また、流動性材料としてゾルゲルガラス材料を用いる方法や、微小樹脂粉末、微小金属粉末、微小ガラス材料粉末、微小セラミック粉末や、微小鉱物、これらの粉末材料を樹脂材料に添加したものが同様の作成方法の中で使用可能である。
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, butylphenones such as α-hydroxyisobutylphenone and p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, and p-tert-butyl. Halogenated acetophenones such as dichloroacetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, α, α-dichloro-4-phenoxyacetophenone, benzophenones such as benzophenone, N, N-tetraethyl-4,4-diaminobenzophenone, benzyl, benzyl Benzines such as methyl methyl ketal, benzoins such as benzoin and benzoin alkyl ether, and olefins such as 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime Shim include 2-methyl thioxanthone, xanthone such as 2-chlorothioxanthone, Michler's ketone, and the like can be used radical-generating compounds such as benzyl methyl ketal.
Also, a method using a sol-gel glass material as a flowable material, a fine resin powder, a fine metal powder, a fine glass material powder, a fine ceramic powder, a fine mineral, or a material obtained by adding these powder materials to a resin material Can be used in the method.
なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害を防止する目的でアミン類などの化合物を添加したり、塗布を容易にする目的で溶剤成分を添加しても良い。溶剤成分としては、特に限定されるものではなく、種々の有機溶剤、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシメチルプロピオネート、エトキシエチルプロピオネート、エチルラクテート、エチルピルピネート、メチルアミルケトンなどを利用することができる。
反射膜の材質としては、Ag,Al,Au,Cu,Ni,Pt,Rh,Sn,Cr,Zr,Cd,Ni等の金属材質をスパッタ法などによって成膜すればよい。
If necessary, a compound such as amines may be added for the purpose of preventing curing inhibition due to oxygen, or a solvent component may be added for the purpose of facilitating coating. The solvent component is not particularly limited, and various organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate, methoxymethyl propionate, ethoxyethyl propionate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, methyl amyl ketone and the like. Can be used.
As a material of the reflective film, a metal material such as Ag, Al, Au, Cu, Ni, Pt, Rh, Sn, Cr, Zr, Cd, and Ni may be formed by a sputtering method or the like.
また、TFTアレイ基板2とプリズム基板3との間、具体的には、配向膜25と配向膜35との間には、光変調のための液晶層5が封入されている。
Further, a
超高圧水銀ランプ101からの光L1は、図3の上側から液晶パネル120Rに入射する。入射した光は、プリズム基板側(プリズム基板3、接着層31、対向基板32、共通電極34、配向膜35)を透過し、液晶層5によって変調されて、TFTアレイ基板側(配向膜25、平坦化膜26、画素電極24、TFTアレイ基板2)へと透過する。TFTアレイ基板2を透過した光は、投射レンズ114へと射出されるようになっている。
Light L1 from the ultra-high
また、光L1とは異なる位置に入射する光L2は、光L1と同様にプリズム基板3に入射する。プリズム基板3内を進行する光L2は、溝40の斜面40aに向けて進行する。溝40内は中空部分であるため、プリズム基板3よりも光屈折率が小さくなっている。したがって、光L2は、斜面40aにおいて画素領域13側へと全反射され、光路を偏向される。斜面40aで反射された光L2は、上述の光L1と同様に進行してTFTアレイ基板2を透過し、投射レンズ114へと射出されるようになっている。
Further, the light L2 incident on a position different from the light L1 enters the
図4は、液晶パネル120Rの断面図であり、図3における断面の一部を拡大して示す図である。同図では、液晶パネル120Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子30、遮光部23、遮光部33の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層5の層厚(配向膜25と配向膜35との間の距離)をD1、当該液晶層5の光屈折率をn1とし、プリズム基板3側の接着層31と対向基板32との合計の厚さをD2とし、接着層31と対向基板32との平均の光屈折率をn2としている。
4 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、遮光部23の幅(延在方向に直交する方向の寸法)T3と遮光部33の幅T2とは等しくなっており、平面視で同一領域に重なるように設けられている。プリズム素子30の溝40の幅T1は、溝40の幅方向の中央が、遮光部23及び遮光部33の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されており、遮光部23及び遮光部33の幅方向の両側にはみ出すように設けられている。このはみ出した部分の寸法をtとすると、溝40の幅T1については、T1≧T3+2tと表すことができる。
As shown in the figure, the width (dimension in the direction orthogonal to the extending direction) T3 of the
ここで、この寸法tについて説明する。
図4において、プリズム素子30の溝40の端部Pを通って接着層31、対向基板32へ入射する仮想の光L3を考える。この光L3は、光屈折率がn2である接着層31、対向基板32を透過し、光屈折率n1の液晶層5に入射する。このときの入射角をθ2とする。液晶層5に入射した光L3は、液晶層5内を透過して、遮光部23の端部Qを通ってTFTアレイ基板2に入射する。このときの入射角をθ1とする。
Here, the dimension t will be described.
In FIG. 4, let us consider virtual light L <b> 3 that enters the
TFTアレイ基板2に入射した光L3は、当該TFTアレイ基板2を透過して、投射レンズ114に入射する。ここで、投射レンズ114に入射可能な範囲の角度の最大値(呑み込み角)をθfとすると、この光L3は、ちょうど投射レンズ114の呑み込み角θfで投射レンズ114に入射するものとする。
The light L3 incident on the
光L3が液晶層5内を透過するときの幅方向の移動距離をt1とし、光L3が接着層31及び対向基板32内を透過するときの幅方向の移動距離をt2とすると、上述した寸法tの値は[数1]で表される。
When the moving distance in the width direction when the light L3 passes through the
t1については[数2]で表され、t2については[数3]で表される。 t1 is expressed by [Expression 2], and t2 is expressed by [Expression 3].
スネルの法則によって、θ1は[数4]のように表され、θ2は[数5]のように表される。 According to Snell's law, θ1 is expressed as [Equation 4], and θ2 is expressed as [Equation 5].
θ2については、[数5]に[数4]を代入して、[数6]を得る。 For θ2, [Equation 4] is substituted into [Equation 5] to obtain [Equation 6].
ここで、[数1]、[数2]、[数3]、[数4]、[数6]より、液晶層5の層厚D1、液晶層5の光屈折率n2、接着層31と対向基板32との合計の厚さD2、接着層31と対向基板32との平均の光屈折率n2及び投射レンズ114の呑み込み角θfによってtの値を示すと、[数7]を得る。
Here, from [Equation 1], [Equation 2], [Equation 3], [Equation 4], and [Equation 6], the layer thickness D1 of the
上記[数7]で表されたtに関する式によれば、tの値を大きくしようとするほど、TFTアレイ基板2から投射レンズ114に射出される光の角度が大きくなっていくといえる。例えばこの射出される光の角度が投射レンズ114の呑み込み角θfを超えてしまうと、当該光は投射レンズ114に入射されないため、その分は表示に寄与しない光となる。そこで、本実施形態では、投射レンズ114に光が最大限に入射されるように、仮想の光L3が呑み込み角θfで投射レンズ114に投射されるものとしてtの値の最大値を設定している。
According to the equation relating to t expressed by [Equation 7], it can be said that the angle of light emitted from the
また、プリズム素子30と遮光部23との間に対向基板が設けられているため、その厚み分だけプリズム素子30と遮光部23、遮光部33との間に間隔が設けられる。このため、上述した光L1や光L2の一部が、画素領域13を透過した後、遮光部23や遮光部33によって吸収されることがある。
これに対して、遮光部33の幅T2、遮光部23の幅T3よりも溝40の幅T1が少しでも大きければ、その分プリズム素子30によって反射可能な領域が広がるため、従来では遮光部23、33に吸収されていた光を反射し、画素領域13側へと変更することができる。このため、プリズム基板2の画素領域13を透過した光3が遮光部23、遮光部33によって吸収されるのを減少することができる。
In addition, since the counter substrate is provided between the
On the other hand, if the width T1 of the
以上のことから、溝40の幅T1の範囲としては、T3≦T1≦T3+2tとすることが好ましいといえる。本実施形態のプリズム素子30の溝40の幅T1は、T1≧T3+2tとなっており、上記範囲内(上記範囲の最大値)に設定されているため、プリズム基板2の画素領域13を透過した光が遮光部23、遮光部33によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ114に光を最大限に入射させることが可能になっている。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
From the above, it can be said that the range of the width T1 of the
[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態を説明する。本実施形態では、対向基板がプリズム基板を兼用する構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the counter substrate is configured to also serve as a prism substrate, and thus this point will be mainly described.
図5は、液晶パネル220Rの断面図であり、第1実施形態における図3に対応している。
図5に示すように、液晶パネル220Rは、TFTアレイ基板202と対向基板203とが対向して設けられ、液晶層205を挟持する構成になっている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5, the liquid crystal panel 220 </ b> R has a configuration in which the
TFTアレイ基板202には、画素電極224と、TFT221と、平坦化膜226と、遮光部223と、配向膜225とが設けられている。また、対向基板203には、遮光部233と、共通電極234と、配向膜235とが形成されており、対向基板203の画素間領域214には、プリズム素子230が形成されている。
The
プリズム素子230は、第1実施形態と同様、対向基板203の内側表面203aに形成された溝240を主体とする光路偏向部であり、断面が二等辺三角形になっている。また、プリズム素子230は、画素間領域214のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられており、遮光部223及び遮光部233に平面視で重なるように配置されている。本実施形態では、対向基板203がプリズム基板を兼用する構成になっており、遮光部223が対向基板203の内側表面203aに直接設けられた構成になっている。
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ214へと射出される形状となっていれば良い。
As in the first embodiment, the
Here, the cross section of the
図6は、液晶パネル220Rの断面図であり、図5における断面の一部を拡大して示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図では、液晶パネル220Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子230、遮光部223、遮光部233の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層205の層厚(配向膜225と配向膜235との間の距離)をD1、当該液晶層205の光屈折率をn1としている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、第1実施形態と同様、遮光部223の幅T3と遮光部233の幅T2とが等しくなっており、平面視で同一領域に重なるように設けられている。また、溝240は、平面視で遮光部223及び遮光部233の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝240の幅方向の中央が、遮光部223及び遮光部233の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。このはみ出した部分の寸法をtとすると、溝240の幅T1については、T1≧T3+2tと表すことができる。
As shown in the figure, as in the first embodiment, the width T3 of the
図6において、プリズム素子230の溝240の端部Pを通って液晶層205へ入射する仮想の光L4を考える。この光L4は、光屈折率がn1である液晶層205に入射し、液晶層205内を透過して、遮光部223の端部Qを通ってTFTアレイ基板202に入射する。このときの入射角をθ1とする。
In FIG. 6, let us consider virtual light L <b> 4 that enters the
TFTアレイ基板202に入射した光L4は、当該TFTアレイ基板202を透過して、投射レンズ214に入射する。ここで、投射レンズ214の呑み込み角をθfとすると、この光L4は、ちょうど投射レンズ214の呑み込み角θfで投射レンズ214に入射するものとする。
The light L4 incident on the
本実施形態では接着層及び対向基板が設けられていない構成であるため、第1実施形態の[数7]において、接着層・対向基板の厚さD2が0の場合に相当する。したがって、[数7]にD2=0を代入すると、本実施形態におけるtの値は、[数8]のようになる。 In the present embodiment, since the adhesive layer and the counter substrate are not provided, this corresponds to the case where the thickness D2 of the adhesive layer / counter substrate is 0 in [Equation 7] of the first embodiment. Therefore, when D2 = 0 is substituted into [Equation 7], the value of t in the present embodiment becomes [Equation 8].
このように、本実施形態では、対向基板を設けない構成であるため、プリズム素子230と遮光部223、223との間に間隔がその分狭くなる。このため、対向基板を設けた場合に画素領域213を通過した光のうち遮光部223、233によって吸収されていた光の一部については、本実施形態では、吸収されずに済むことになる。
As described above, in this embodiment, since the counter substrate is not provided, the distance between the
これに加えて、プリズム素子230の溝240の幅T1をT1≧T3+2tとすることによって、プリズム基板202の画素領域213を透過した光が遮光部233によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ214に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の一層の向上を図ることができる。
In addition, by setting the width T1 of the
[第3実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態を説明する。本実施形態では、プリズム基板側に遮光部が設けられておらず、TFTアレイ基板側のみに遮光部が設けられた構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the light shielding portion is not provided on the prism substrate side and the light shielding portion is provided only on the TFT array substrate side. explain.
図7は、液晶パネル320Rの断面図であり、第1実施形態における図3に対応している。
図7に示すように、液晶パネル320Rは、TFTアレイ基板302とプリズム基板303とが対向して設けられ、液晶層305を挟持する構成になっている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 7, the liquid crystal panel 320 </ b> R has a configuration in which the
TFTアレイ基板302には、画素電極324と、TFT321と、平坦化膜326と、遮光部323と、配向膜325とが設けられている。プリズム基板303の内側表面303aにはプリズム素子330が形成されている。また、当該内側表面303aには接着層331を介して対向基板332が貼り付けられている。対向基板332上には、共通電極334と、配向膜335とが形成されており、プリズム基板303の画素間領域314には、プリズム素子330が形成されている。本実施形態では、プリズム基板303側には遮光部が設けられていない構成になっている。
The
プリズム素子330は、第1実施形態と同様、プリズム基板303の内側表面303aに形成された溝340を主体とする光路偏向部であり、断面が二等辺三角形になっている。また、プリズム素子330は、画素間領域314のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられており、遮光部323に平面視で重なるように配置されている。
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ314へと射出される形状となっていれば良い。
As in the first embodiment, the
Here, the cross section of the
図8は、液晶パネル320Rの断面図であり、図7における断面の一部を拡大して示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図では、液晶パネル320Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子330、遮光部323の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層305の層厚(配向膜325と配向膜335との間の距離)をD1、当該液晶層305の光屈折率をn1としており、投射レンズ314の呑み込み角をθfとしている。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、第1実施形態と同様、溝340は、平面視で遮光部323よりも幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝340の幅方向の中央が、遮光部323の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。このはみ出した部分の寸法をt、遮光部323の幅をT3とすると、溝340の幅T1については、T1≧T3+2tと表すことができる。
As shown in the figure, as in the first embodiment, the
図8において、プリズム素子330の溝340の端部Pを通って接着層331、対向基板332へ入射する仮想の光L5を考える。この光L5は、光屈折率がn2である接着層331、対向基板332を透過し、光屈折率n1の液晶層305に入射する。このときの入射角をθ2とする。液晶層305に入射した光L5は、液晶層305内を透過して、遮光部323の端部Qを通ってTFTアレイ基板302に入射する。このときの入射角をθ1とする。
In FIG. 8, let us consider virtual light L5 incident on the
TFTアレイ基板302に入射した光L5は、当該TFTアレイ基板302を透過して、投射レンズ314に入射する。ここで、投射レンズ314の呑み込み角をθfとすると、この光L5は、ちょうど投射レンズ314の呑み込み角θfで投射レンズ314に入射するものとする。
The light L5 incident on the
このように、プリズム基板303側に遮光部が設けられない構成であっても、仮想の光L5は、第1実施形態における仮想の光L3と同様の光路でTFTアレイ基板302から射出され、投射レンズ314に入射する。したがって、tについては、第1実施形態と同様、[数7]によって表すことができる。
As described above, even if the light shielding portion is not provided on the
本実施形態によれば、プリズム基板303側に遮光部が設けられない構成においても、プリズム素子330の溝340の幅T1をT1≧T3+2tとすることによって、プリズム基板302の画素領域313を透過した光が遮光部323によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ314に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
According to the present embodiment, even in the configuration in which the light shielding portion is not provided on the
[第4実施形態]
次に、本発明に係る第4実施形態を説明する。本実施形態では、対向基板がプリズム基板を兼用する構成になっている点、及び、対向基板側に遮光部が設けられておらずTFTアレイ基板側のみに遮光部が設けられた構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, the counter substrate is configured to also serve as a prism substrate, and the light shielding portion is not provided on the counter substrate side but the light shielding portion is provided only on the TFT array substrate side. This point is different from the first embodiment, and this point will be mainly described.
図9は、液晶パネル420Rの断面図であり、第1実施形態における図3に対応している。
図9に示すように、液晶パネル420Rは、TFTアレイ基板402と対向基板403とが対向して設けられ、液晶層405を挟持する構成になっている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 9, the
TFTアレイ基板402には、画素電極424と、TFT421と、平坦化膜426と、遮光部423と、配向膜425とが設けられている。対向基板403の内側表面403aにはプリズム素子430が形成されている。また、当該内側表面403aには共通電極434と、配向膜435とが形成されている。本実施形態では、対向基板403が上記実施形態におけるプリズム基板を兼用する構成になっており、かつ、対向基板403側に遮光部が設けられていない構成になっている。
The
プリズム素子430は、第1実施形態と同様、対向基板403の内側表面403aに形成された溝440を主体とする光路偏向部であり、断面が二等辺三角形になっている。また、プリズム素子430は、画素間領域414のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられており、遮光部423に平面視で重なるように配置されている。
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ414へと射出される形状となっていれば良い。
As in the first embodiment, the
Here, the cross section of the
図10は、液晶パネル420Rの断面図であり、図9における断面の一部を拡大して示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図では、液晶パネル420Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子430、遮光部423の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層405の層厚(配向膜425と配向膜435との間の距離)をD1、当該液晶層405の光屈折率をn1としている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、第1実施形態と同様、溝440は、平面視で遮光部423の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝440の幅方向の中央が、遮光部423の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。このはみ出した部分の寸法をtとし、遮光部423の幅をT3とすると、溝440の幅T1については、T1≧T3+2tと表すことができる。
As shown in the figure, like the first embodiment, the
図10において、プリズム素子430の溝440の端部Pを通って液晶層405へ入射する仮想の光L6を考える。この光L6は、光屈折率がn1である液晶層405に入射し、液晶層405内を透過して、遮光部423の端部Qを通ってTFTアレイ基板402に入射する。このときの入射角をθ1とする。
In FIG. 10, a virtual light L6 that enters the
TFTアレイ基板402に入射した光L6は、当該TFTアレイ基板402を透過して、投射レンズ414に入射する。ここで、投射レンズ414の呑み込み角をθfとすると、この光L6は、ちょうど投射レンズ414の呑み込み角θfで投射レンズ414に入射するものとする。
The light L6 incident on the
このように、対向基板403側に遮光部が設けられない構成であっても、仮想の光L6は、第2実施形態における仮想の光L4と同様の光路でTFTアレイ基板402から射出され、投射レンズ414に入射する。したがって、tについては、第2実施形態と同様、[数8]によって表すことができる。
As described above, even if the light shielding portion is not provided on the
本実施形態のように対向基板403側に遮光部が設けられない構成であっても、対向基板を設けない構成であるため、プリズム素子430と遮光部423との間に間隔がその分狭くなる。このため、対向基板を設けた場合に画素領域413を通過した光のうち遮光部423によって吸収されていた光の一部については、本実施形態では、吸収されずに済むことになる。
Even in the configuration in which the light shielding portion is not provided on the
これに加えて、プリズム素子430の溝440の幅T1をT1≧T3+2tとすることによって、プリズム基板402の画素領域413を透過した光が遮光部423によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ414に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の一層の向上を図ることができる。
In addition to this, by setting the width T1 of the
[第5実施形態]
次に、本発明に係る第5実施形態を説明する。本実施形態では、TFTアレイ基板側に遮光部が設けられておらず、プリズム基板側のみに遮光部が設けられた構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the light shielding portion is not provided on the TFT array substrate side, and the light shielding portion is provided only on the prism substrate side. explain.
図11は、液晶パネル520Rの断面図であり、第1実施形態における図3に対応している。
図11に示すように、液晶パネル520Rは、TFTアレイ基板502とプリズム基板503とが対向して設けられ、液晶層505を挟持する構成になっている。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 11, the
TFTアレイ基板502には、画素電極524と、TFT521と、配向膜525とが設けられている。本実施形態では、TFTアレイ基板502側には平坦化膜及び遮光部が設けられていない構成になっている。また、プリズム基板503の構成は、第1実施形態と同様であり、内側表面503aにはプリズム素子530が形成されている。また、当該内側表面503aには接着層531を介して対向基板532が貼り付けられている。対向基板532上には、共通電極534と、遮光部533と、配向膜535とが形成されている。
The
プリズム素子530は、第1実施形態と同様、プリズム基板503の内側表面503aに形成された溝540を主体とする光路偏向部であり、断面が二等辺三角形になっている。また、プリズム素子530は、画素間領域514のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられており、遮光部533に平面視で重なるように配置されている。
As in the first embodiment, the
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ514へと射出される形状となっていれば良い。
Here, the cross section of the
図12は、液晶パネル520Rの断面図であり、図12における断面の一部を拡大して示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図では、液晶パネル520Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子530、遮光部533の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層505の層厚(配向膜525と配向膜535との間の距離)をD1、当該液晶層505の光屈折率をn1としている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、第1実施形態と同様、溝540は、平面視で遮光部533の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝540の幅方向の中央が、遮光部533の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。
As shown in the figure, like the first embodiment, the
図12において、プリズム素子530の溝540の端部Pを通って接着層531、対向基板532へ入射する仮想の光L7を考える。この光L7は、光屈折率がn2である接着層531、対向基板532を透過し、光屈折率n1の液晶層505に入射する。このときの入射角をθ2とする。液晶層505に入射した光L5は、液晶層505内を透過して、遮光部533の端部Qを通ってTFTアレイ基板502に入射する。このときの入射角をθ1とする。
In FIG. 12, let us consider virtual light L 7 that enters the
TFTアレイ基板502に入射した光L5は、当該TFTアレイ基板502を透過して、投射レンズ514に入射する。ここで、投射レンズ514の呑み込み角をθfとすると、この光L7は、ちょうど投射レンズ514の呑み込み角θfで投射レンズ514に入射するものとする。
The light L5 incident on the
本実施形態では、液晶層505内を透過する光L7の基板面方向の移動距離をt1とし、接着層531、対向基板532を透過する光L7の基板面方向の移動距離をt2とし、遮光部533の幅をT2とすると、溝540の幅T1については、T1≧T2+2t2と表すことができる。
In the present embodiment, the moving distance in the substrate surface direction of the light L7 transmitted through the
このように、TFTアレイ基板502側に遮光部が設けられない構成であっても、仮想の光L7は、第1実施形態における仮想の光L3と同様の光路でTFTアレイ基板502から射出され、投射レンズ514に入射する。したがって、tについては、第1実施形態と同様、[数7]によって表すことができる。
As described above, even if the light shielding portion is not provided on the
本実施形態によれば、TFTアレイ基板502側に遮光部が設けられておらず、プリズム基板503側のみに遮光部533が設けられた構成においても、プリズム素子530の溝540の幅T1をT1≧T2+2t2とすることによって、プリズム基板502の画素領域513を透過した光が遮光部533によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ514に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
According to the present embodiment, the width T1 of the
[第6実施形態]
次に、本発明に係る第6実施形態を説明する。本実施形態では、対向基板がプリズム基板を兼用する構成になっている点、及び、TFTアレイ基板側に遮光部が設けられておらず対向基板側のみに遮光部が設けられた構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment according to the invention will be described. In the present embodiment, the configuration is such that the counter substrate also serves as a prism substrate, and the light shielding portion is not provided on the TFT array substrate side but the light shielding portion is provided only on the counter substrate side. This point is different from the first embodiment, and this point will be mainly described.
図13は、液晶パネル620Rの断面図であり、第1実施形態における図3に対応している。
図13に示すように、液晶パネル620Rは、TFTアレイ基板602と対向基板603とが対向して設けられ、液晶層605を挟持する構成になっている。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 13, the
TFTアレイ基板602には、画素電極624と、TFT621と、配向膜625とが設けられている。本実施形態では、TFTアレイ基板602側には平坦化膜及び遮光部が設けられていない構成になっている。対向基板603の内側表面603aにはプリズム素子630が形成されている。このように、対向基板603がプリズム基板を兼用した構成になっている。当該内側表面603aには、共通電極634と、配向膜635と、遮光部633とが形成されている。
The
プリズム素子630は、第1実施形態と同様、対向基板603の内側表面603aに形成された溝640を主体とする光路偏向部であり、断面が二等辺三角形になっている。また、プリズム素子630は、画素間領域614のX方向及びY方向に延在するように格子状に設けられている。
As in the first embodiment, the
ここでプリズム素子30の断面は、二等辺三角形と記述したが、これに限るものではなく、図19のような反射面となる面を有し、入射した光を投射レンズ614へと射出される形状となっていれば良い。
Here, the cross section of the
図14は、液晶パネル620Rの断面図であり、図13における断面の一部を拡大して示す図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図では、液晶パネル620Rを構成する要素の寸法、特に、プリズム素子630、遮光部633の寸法及び位置関係を示している。また、同図では、液晶層605の層厚(配向膜625と配向膜635との間の距離)をD1、当該液晶層605の光屈折率をn1としている。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the
同図に示すように、第1実施形態と同様、溝640は、平面視で遮光部633の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝640の幅方向の中央が、遮光部633の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。遮光部633の幅をT2とすると、溝640の幅T1については、T1≧T2と表すことができる。
As shown in the figure, like the first embodiment, the
図14において、プリズム素子630の溝640の端部Pを通って液晶層605へ入射する仮想の光L8を考える。この光L8は、光屈折率がn1である液晶層605に入射し、液晶層605内を透過して、遮光部633の端部Qを通ってTFTアレイ基板602に入射する。このときの入射角をθ1とする。
In FIG. 14, consider a virtual light L 8 that enters the
TFTアレイ基板602に入射した光L8は、当該TFTアレイ基板602を透過して、投射レンズ614に入射する。ここで、投射レンズ614の呑み込み角をθfとすると、この光L8は、ちょうど投射レンズ614の呑み込み角θfで投射レンズ614に入射するものとする。
The light L8 incident on the
このように、TFTアレイ基板602側に遮光部が設けられない構成であっても、仮想の光L8は、第2実施形態における仮想の光L4と同様の光路でTFTアレイ基板602から射出され、投射レンズ614に入射する。したがって、tについては、第2実施形態と同様、[数8]によって表すことができる。
As described above, even if the light shielding portion is not provided on the
本実施形態によれば、TFTアレイ基板602側に遮光部が設けられておらず、対向基板603側のみに遮光部633が設けられた構成においても、対向基板を設けない構成であるため、プリズム素子630と遮光部633との間に間隔がその分狭くなる。このため、対向基板を設けた場合に画素領域613を通過した光のうち遮光部633によって吸収されていた光の一部については、本実施形態では、吸収されずに済むことになる。
According to the present embodiment, the configuration in which the light shielding portion is not provided on the
これに加えて、プリズム素子630の溝640の幅T1をT1≧T2とすることによって、プリズム基板602の画素領域613を透過した光が遮光部633によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ614に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の一層の向上を図ることができる。
In addition to this, by setting the width T1 of the
[第7実施形態]
次に、本発明に係る第7実施形態を説明する。本実施形態では、プリズム基板側の遮光部の幅とTFTアレイ基板側の遮光部の幅とが異なる幅になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the width of the light-shielding portion on the prism substrate side and the width of the light-shielding portion on the TFT array substrate side are different from each other in the first embodiment.
図15は、液晶パネル720Rの断面図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図に示すように、液晶パネル720Rは、TFTアレイ基板702とプリズム基板703とが対向して設けられ、液晶層705を挟持する構成になっている。また、同図に示すように、プリズム基板703側に設けられた遮光部733の幅T2が、TFTアレイ基板702側に設けられた遮光部723の幅T3よりも狭くなっている。その他の構成は、第1実施形態と同様になっている。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the
図15に示すように、遮光部723と遮光部733とは平面視で重なるように設けられている。また、プリズム素子730の溝740は、平面視で遮光部723及び遮光部733の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝740の幅方向の中央が、遮光部723及び遮光部733の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。
As shown in FIG. 15, the
ここで、プリズム素子730の溝740の端部Pを通って接着層731、対向基板732へ入射する仮想の光L9を考える。この光L9は、光屈折率がn2である接着層731、対向基板732を透過し、光屈折率n1の液晶層705に入射する。このときの入射角をθ2とする。液晶層705に入射した光L9は、液晶層705内を透過して、遮光部723の端部Qを通ってTFTアレイ基板702に入射する。このときの入射角をθ1とする。
Here, the virtual light L9 that enters the adhesive layer 731 and the counter substrate 732 through the end P of the
TFTアレイ基板702に入射した光L9は、当該TFTアレイ基板702を透過して、投射レンズ714に入射する。ここで、投射レンズ714の呑み込み角をθfとすると、この光L9は、ちょうど投射レンズ714の呑み込み角θfで投射レンズ714に入射するものとする。
The light L9 incident on the
液晶層705を透過する光L9の基板面方向の移動距離をt1とし、接着層731、対向基板732を透過する光L9の基板面方向の移動距離をt2とすると、本実施形態では、T3+2t1≧T2となっている。したがって、溝740の幅T1については、t1+t2=tとして、T1≧T3+2tと表される。
In this embodiment, if the moving distance in the substrate surface direction of the light L9 transmitted through the
このように、プリズム基板703側の遮光部733の幅T2よりもTFTアレイ基板702側の遮光部723の幅T3の方が幅が大きくなっている構成であっても、仮想の光L9は、第1実施形態における仮想の光L3と同様の光路でTFTアレイ基板702から射出され、投射レンズ714に入射する。したがって、tについては、第1実施形態と同様、[数7]によって表すことができる。
As described above, even if the width T3 of the
本実施形態によれば、プリズム基板703側の遮光部733の幅T3よりもTFTアレイ基板702側の遮光部723の幅T2の方が幅が大きくなっている構成の場合に、仮想の光L9が遮光部723の端部Qを通るように光路設定することによって、プリズム基板702の画素領域713を透過した光が遮光部723及び遮光部733によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ714に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
According to the present embodiment, when the width T2 of the
[第8実施形態]
次に、本発明に係る第8実施形態を説明する。本実施形態では、プリズム基板側の遮光部の幅とTFTアレイ基板側の遮光部の幅とが異なる幅になっている点、及び、対向基板がプリズム基板を兼用する点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the width of the light shielding portion on the prism substrate side is different from the width of the light shielding portion on the TFT array substrate side and that the counter substrate also serves as the prism substrate. Since it is different, this point will be mainly described.
図16は、液晶パネル820Rの断面図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図に示すように、液晶パネル820Rは、TFTアレイ基板802と対向基板803とが対向して設けられ、液晶層805を挟持する構成になっている。また、同図に示すように、対向基板803側に設けられた遮光部833の幅T2が、TFTアレイ基板802側に設けられた遮光部823の幅T3よりも狭くなっている。また、本実施形態では、対向基板が設けられておらず、遮光部823が対向基板803の内側表面803aに直接設けられた構成になっている。その他の構成は、第1実施形態と同様になっている。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the
図16に示すように、遮光部823と遮光部833とは平面視で重なるように設けられている。また、プリズム素子830の溝840は、平面視で遮光部823及び遮光部833に対して幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝840の幅方向の中央が、遮光部823及び遮光部833の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。
As shown in FIG. 16, the
ここで、プリズム素子830の溝840の端部Pを通って液晶層805へ入射する仮想の光L10を考える。この光L10は、光屈折率がn1である液晶層805に入射し、液晶層805内を透過して、遮光部823の端部Qを通ってTFTアレイ基板802に入射する。このときの入射角をθ1とする。
Here, consider the virtual light L10 incident on the
TFTアレイ基板802に入射した光L10は、当該TFTアレイ基板802を透過して、投射レンズ814に入射する。ここで、投射レンズ814の呑み込み角をθfとすると、この光L10は、ちょうど投射レンズ814の呑み込み角θfで投射レンズ814に入射するものとする。
The light L10 incident on the
液晶層805を透過する光L10の基板面方向の移動距離をtとすると、本実施形態では、T3+2t≧T2となっているから、溝840の幅T1については、T1≧T3+2tと表される。
Assuming that the moving distance of the light L10 transmitted through the
このように、対向基板803側の遮光部833の幅T2とTFTアレイ基板802側の遮光部の幅T3とが異なる幅になっている構成であっても、仮想の光L10は、第2実施形態における仮想の光L4と同様の光路でTFTアレイ基板802から射出され、投射レンズ814に入射する。したがって、tについては、第2実施形態と同様、[数8]によって表すことができる。
Thus, even if the width T2 of the
本実施形態によれば、対向基板を設けない構成であるため、プリズム素子830と遮光部823、833との間に間隔がその分狭くなる。このため、対向基板を設けた場合に画素領域813を通過した光のうち遮光部823、833によって吸収されていた光の一部については、本実施形態では、吸収されずに済むことになる。
According to the present embodiment, since the counter substrate is not provided, the interval between the
これに加えて、本実施形態のように、対向基板803側の遮光部833の幅T3よりもTFTアレイ基板802側の遮光部823の幅T2の方が幅が大きくなっている構成の場合に、仮想の光L10が遮光部823の端部Qを通るように光路設定することによって、プリズム基板802の画素領域813を透過した光が遮光部823、833によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ814に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の一層の向上を図ることができる。
In addition, as in the present embodiment, the width T2 of the
[第9実施形態]
次に、本発明に係る第9実施形態を説明する。本実施形態では、プリズム基板側の遮光部の幅とTFTアレイ基板側の遮光部の幅とが異なる幅になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment according to the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the width of the light-shielding portion on the prism substrate side and the width of the light-shielding portion on the TFT array substrate side are different from each other in the first embodiment.
図17は、液晶パネル920Rの断面図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図に示すように、液晶パネル920Rは、TFTアレイ基板902とプリズム基板903とが対向して設けられ、液晶層905を挟持する構成になっている。また、同図に示すように、プリズム基板903側に設けられた遮光部933の幅T2が、TFTアレイ基板902側に設けられた遮光部923の幅T3よりも広くなっている。その他の構成は、第1実施形態と同様になっている。
FIG. 17 is a cross-sectional view of the
図17に示すように、遮光部923と遮光部933とは平面視で重なるように設けられている。また、プリズム素子930の溝940は、平面視で遮光部923及び遮光部933の幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝940の幅方向の中央が、遮光部923及び遮光部933の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。
As shown in FIG. 17, the
ここで、プリズム素子930の溝940の端部Pを通って接着層931、対向基板932へ入射する仮想の光L11を考える。この光L11は、光屈折率がn2である接着層931、対向基板932を透過し、光屈折率n1の液晶層905に入射する。このときの入射角をθ2とする。液晶層905に入射した光L11は、液晶層905内を透過して、遮光部933の端部Qを通ってTFTアレイ基板902に入射する。このときの入射角をθ1とする。
Here, consider the virtual light L11 that enters the adhesive layer 931 and the counter substrate 932 through the end P of the
TFTアレイ基板902に入射した光L11は、当該TFTアレイ基板902を透過して、投射レンズ914に入射する。ここで、投射レンズ914の呑み込み角をθfとすると、この光L11は、ちょうど投射レンズ914の呑み込み角θfで投射レンズ914に入射するものとする。
The light L11 incident on the
液晶層905内を透過する光11の基板面方向の移動距離をt1とし、接着層931、対向基板932を透過する光11の基板面方向の移動距離をt2とすると、本実施形態では、T3+2t1<T2となっているため、溝940の幅T1については、T1≧T2+2t2と表される。
In this embodiment, if the moving distance in the substrate surface direction of the light 11 transmitted through the
このように、プリズム基板903側の遮光部933の幅T2の方がTFTアレイ基板902側の遮光部923の幅T3よりも幅が大きくなっている構成の場合、仮想の光L11は、第1実施形態における仮想の光L3と同様の光路でTFTアレイ基板902から射出され、投射レンズ914に入射する。したがって、tについては、第1実施形態と同様、[数7]によって表すことができる。
As described above, when the width T2 of the
本実施形態では、プリズム基板903側の遮光部933の幅を「所定の幅」として説明した。ただし、本実施形態で遮光部933の幅を所定の幅T1≧T2+2t2とするためには、[数9]を満たす場合に限られる。
In the present embodiment, the width of the
[数9]を満たさない場合、上記仮想の光L11が、液晶層905内の遮光部933の端部Qを通過した後、遮光部923によって吸収されてしまうことになる。したがって、遮光部933の幅T2が遮光部923の幅T3よりも大きい場合であって、かつ、上記[数9]を満たす場合に限り、遮光部933の幅T2を「所定の幅」とすることができる。
When [Equation 9] is not satisfied, the virtual light L11 passes through the end portion Q of the
本実施形態によれば、プリズム基板903側の遮光部933の幅T2がTFTアレイ基板902側の遮光部923の幅T3よりも幅が大きくなっている構成の場合に、仮想の光L11が遮光部923の端部Qを通るように光路設定することによって、プリズム基板902側の画素領域913を透過した光が遮光部923及び遮光部933によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ914に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
According to the present embodiment, when the width T2 of the
[第10実施形態]
次に、本発明に係る第10実施形態を説明する。本実施形態では、プリズム基板側の遮光部の幅とTFTアレイ基板側の遮光部の幅とが異なる幅になっている点、及び、対向基板がプリズム基板を兼用する構成になっている点で第1実施形態と異なるので、かかる点を中心に説明する。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, the width of the light-shielding portion on the prism substrate side and the width of the light-shielding portion on the TFT array substrate side are different from each other, and the counter substrate is configured to also serve as the prism substrate. Since this is different from the first embodiment, this point will be mainly described.
図18は、液晶パネル1020Rの断面図であり、第1実施形態における図4に対応している。同図に示すように、液晶パネル1020Rは、TFTアレイ基板1002と対向基板1003とが対向して設けられ、液晶層1005を挟持する構成になっている。また、同図に示すように、対向基板1003側に設けられた遮光部1033の幅T2が、TFTアレイ基板1002側に設けられた遮光部1023の幅T3よりも広くなっている。また、本実施形態では、対向基板が設けられておらず、遮光部1023が対向基板1003の内側表面1003aに直接設けられた構成になっている。その他の構成は、第1実施形態と同様になっている。
FIG. 18 is a cross-sectional view of the
図18に示すように、遮光部1023と遮光部1033とは平面視で重なるように設けられている。また、プリズム素子1030の溝1040は、平面視で遮光部1023及び遮光部1033に対して幅方向の両側にはみ出すように設けられており、溝1040の幅方向の中央が、遮光部1023及び遮光部1033の幅方向の中央と平面視で重なるように配置されている。
As shown in FIG. 18, the
ここで、プリズム素子1030の溝1040の端部Pを通って液晶層1005へ入射する仮想の光L12を考える。この光L12は、光屈折率がn1である液晶層1005に入射し、液晶層1005内を透過して、遮光部1033の端部Qを通ってTFTアレイ基板1002に入射する。このときの入射角をθ1とする。
Here, consider the virtual light L12 incident on the
TFTアレイ基板1002に入射した光L12は、当該TFTアレイ基板1002を透過して、投射レンズ1014に入射する。ここで、投射レンズ1014の呑み込み角をθfとすると、この光L12は、ちょうど投射レンズ1014の呑み込み角θfで投射レンズ1014に入射するものとする。
The light L12 incident on the
本実施形態では、液晶層1005内を透過する光12の基板面方向の移動距離をtとすると、T3+2t<T2となっている。したがって、溝1040の幅T1については、T1≧T2と表される。
In the present embodiment, T3 + 2t <T2 where t is the movement distance of the light 12 transmitted through the
このように、対向基板1003側の遮光部1033の幅T2がTFTアレイ基板1002側の遮光部の幅T3よりも大きな幅になっている構成であっても、仮想の光L12は、第2実施形態における仮想の光L4と同様の光路でTFTアレイ基板1002から射出され、投射レンズ1014に入射する。したがって、tについては、第2実施形態と同様、[数8]によって表すことができる。
As described above, even if the width T2 of the
本実施形態では、対向基板1003側の遮光部1033の幅T2を「所定の幅」として説明した。ただし、本実施形態で遮光部1033の幅を所定の幅T2とするためには、第9実施形態と同様、[数9]を満たす場合に限られる。
[数9]を満たさない場合、上記仮想の光L12が、液晶層1005内の遮光部1033の端部Qを通過した後、遮光部1023によって吸収されてしまうことになる。したがって、本実施形態においても遮光部1033の幅T2が遮光部1023の幅T3よりも大きい場合であって、かつ、上記[数9]を満たす場合に限り、遮光部1033の幅T2を「所定の幅」とすることができる。
In the present embodiment, the width T2 of the
When [Formula 9] is not satisfied, the virtual light L12 passes through the end Q of the
本実施形態によれば、対向基板を設けない構成であるため、プリズム素子1030と遮光部1023、1033との間に間隔がその分狭くなる。このため、対向基板を設けた場合に画素領域1013を通過した光のうち遮光部1023、1033によって吸収されていた光の一部については、本実施形態では、吸収されずに済むことになる。
According to the present embodiment, since the counter substrate is not provided, the interval between the
また、本実施形態によれば、対向基板1003側の遮光部1033の幅T2がTFTアレイ基板1002側の遮光部1023の幅T3よりも幅が大きくなっている構成の場合に、仮想の光L12が遮光部1023の端部Qを通るように光路設定することによって、プリズム基板1002側の画素領域1013を透過した光が遮光部1023及び遮光部1033によって吸収されることほとんど無く、投射レンズ1014に光を最大限に入射させることが可能になる。これにより、光の利用効率の向上を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, when the width T2 of the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記各実施形態では、電気光学装置として液晶装置(液晶パネル)を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、他の電気光学装置、例えば有機EL装置や、無機EL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、フィールドエミッションディスプレイ装置等においても、本発明の適用が可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the liquid crystal device (liquid crystal panel) is described as an example of the electro-optical device. However, the electro-optical device is not limited to this, and other electro-optical devices such as an organic EL device and an inorganic EL device. The present invention can also be applied to plasma display devices, electrophoretic display devices, field emission display devices, and the like.
120R…液晶パネル(電気光学装置) 2…TFTアレイ基板(他方の基板) 3…プリズム基板(一方の基板) 5…液晶層(電気光学物質層) 30…プリズム素子(プリズム部) 40…溝 32…対向基板(透明基板) 23、33…遮光部
120R ... Liquid crystal panel (electro-optical device) 2 ... TFT array substrate (other substrate) 3 ... Prism substrate (one substrate) 5 ... Liquid crystal layer (electro-optical material layer) 30 ... Prism element (prism part) 40 ...
Claims (7)
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板と
を具備し、
前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設され、
前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記第1の遮光部の所定の幅をT2、前記第2の遮光部の所定の幅をT3とし、
t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、
t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、
T3+2t1≧T2の場合は、T1≧T3+2(t1+t2)となり、
T3+2t1<T2の場合は、T1≧T2+2t2となるように、前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
A transparent substrate provided so as to cover the surface of the one substrate on the electro-optic material layer side,
On the electro-optic material layer side of the transparent substrate, a first light-shielding part that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism part in plan view and that shields light is disposed.
On the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a second light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view and that shields light is disposed.
The thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion T1, the predetermined width of the first light shielding part is T2, the predetermined width of the second light shielding part is T3,
t1 = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1))
If t2 = D2 × tan (sin-1 {(n1 / n2) sin (sin-1 (sin (θf) / n1))}},
In the case of T3 + 2t1 ≧ T2, T1 ≧ T3 + 2 (t1 + t2)
When T3 + 2t1 <T2, the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2 + 2t2.
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板と
を具備し、
前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、
前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記遮光部の所定の幅をT2とし、
t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、
T1≧T2+2t2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
A transparent substrate provided so as to cover the surface of the one substrate on the electro-optic material layer side,
The electro-optical material layer side of the transparent substrate is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and a light shielding portion for shielding light is disposed.
On the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a light shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not disposed,
The thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion Is T1, and the predetermined width of the light-shielding portion is T2.
If t2 = D2 × tan (sin-1 {(n1 / n2) sin (sin-1 (sin (θf) / n1))}},
An electro-optical device, wherein an opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2 + 2t2.
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部と、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側の表面を覆うように設けられた透明基板と
を具備し、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、
前記透明基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、
前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記透明基板の厚さをD2、前記透明基板の光屈折率をn2、前記プリズム部の開口部の幅をT1、前記遮光部の所定の幅をT3とし、
t1=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とし、
t2=D2×tan(sin−1{(n1/n2)sin(sin−1(sin(θf)/n1))}とすると、
T1≧T3+2(t1+t2)となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
A transparent substrate provided so as to cover the surface of the one substrate on the electro-optic material layer side,
The electro-optic material layer side of the other of the pair of substrates is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and a light shielding portion for shielding light is disposed.
On the electro-optic material layer side of the transparent substrate, there is no light shielding portion that overlaps the prism portion in plan view,
The thickness of the electro-optic material layer is D1, the light refractive index of the electro-optic material layer is n1, the thickness of the transparent substrate is D2, the light refractive index of the transparent substrate is n2, and the width of the opening of the prism portion Is T1, and the predetermined width of the light shielding portion is T3,
t1 = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1))
t2 = D2 × tan (sin−1 {(n1 / n2) sin (sin−1 (sin (θf) / n1))}}
An electro-optical device, wherein an opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T3 + 2 (t1 + t2).
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第1の遮光部が配設され、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する第2の遮光部が配設され、
前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記プリズムの開口部の幅をT1、前記第1の遮光部の幅をT2、前記第2の遮光部の幅をT3とし、
t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、
T3+2t≧T2の場合は、T1≧T3+2tとなり、
T3+2t<T2の場合は、T1≧T2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of the one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
On the electro-optic material layer side of the one substrate, a first light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in a plan view and shields light is disposed,
On the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a second light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view and that shields light is disposed.
The thickness of the electro-optical material layer is D1, the optical refractive index of the electro-optical material layer is n1, the width of the opening of the prism is T1, the width of the first light-shielding portion is T2, and the second light-shielding portion. Let T3 be the width of
If t = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)),
In the case of T3 + 2t ≧ T2, T1 ≧ T3 + 2t,
In the case of T3 + 2t <T2, the width T1 of the opening of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2.
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が設けられ、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、
前記プリズムの開口部の幅をT1、前記遮光部の幅をT2とすると、
T1≧T2となるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of the one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
The electro-optic material layer side of the one substrate is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view, and a light shielding portion for shielding light is provided.
On the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a light shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not disposed,
When the width of the opening of the prism is T1, and the width of the light shielding portion is T2,
An electro-optical device, wherein an opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T2.
前記一対の基板のうち一方の基板の前記電気光学物質層側の表面に溝状に設けられ、開口部を有し前記基板に入射した光を集光するプリズム部を具備し、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記電気光学物質層側上には、前記プリズム部に平面視で重なるように所定の幅に設けられ、光を遮光する遮光部が配設され、
前記一方の基板の前記電気光学物質層側には、前記プリズム部に平面視で重なる遮光部が配設されておらず、
前記電気光学物質層の厚さをD1、前記電気光学物質層の光屈折率をn1、前記プリズムの開口部の幅をT1、前記遮光部の幅をT3とし、
t=D1×tan(sin−1(sin(θf)/n1))とすると、
T1≧T3+2tとなるように前記プリズム部の開口部の幅T1が設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device that holds an electro-optical material layer between a pair of substrates and emits light toward a projection unit having a predetermined stagnation angle θf,
A prism portion that is provided in a groove shape on the surface of the one of the pair of substrates on the electro-optic material layer side, has an opening, and condenses light incident on the substrate;
On the electro-optic material layer side of the other substrate of the pair of substrates, a light-shielding portion that is provided with a predetermined width so as to overlap the prism portion in plan view and shields light is disposed.
On the electro-optic material layer side of the one substrate, a light-shielding portion that overlaps the prism portion in plan view is not disposed,
The thickness of the electro-optic material layer is D1, the optical refractive index of the electro-optic material layer is n1, the width of the opening of the prism is T1, and the width of the light shielding portion is T3.
If t = D1 × tan (sin−1 (sin (θf) / n1)),
An electro-optical device, wherein an opening width T1 of the prism portion is provided so that T1 ≧ T3 + 2t.
所定の呑み込み角θfを有する前記投射部と
を具備することを特徴とするプロジェクタ。
The electro-optical device according to any one of claims 1 to 6,
And a projection unit having a predetermined stagnation angle θf.
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JP2015087498A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | Electro-optic device and electronic device |
-
2006
- 2006-03-22 JP JP2006078842A patent/JP2007256460A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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