JPH10123512A - Light source for liquid crystal display device and color liquid crystal display device using it - Google Patents
Light source for liquid crystal display device and color liquid crystal display device using itInfo
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- JPH10123512A JPH10123512A JP8341800A JP34180096A JPH10123512A JP H10123512 A JPH10123512 A JP H10123512A JP 8341800 A JP8341800 A JP 8341800A JP 34180096 A JP34180096 A JP 34180096A JP H10123512 A JPH10123512 A JP H10123512A
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- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、投写型カラー液
晶表示装置等に用いて好適な液晶表示装置用光源及びそ
の光源を用いたカラー液晶表示装置に関する。The present invention relates to a light source for a liquid crystal display device suitable for use in a projection type color liquid crystal display device and the like and a color liquid crystal display device using the light source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図８は、カラー画像をスクリーン上に投
写する投写型カラー液晶表示装置の内部構造を示した概
略構成図である。図８に示すように、この投写型カラー
液晶表示装置は、光源１から白色光が出射され、この光
が２枚のダイクロイックミラー２、３にて赤色用と緑色
用と青色用の３つの光路に分割される。各光路上には、
液晶パネル４、５、６が配置されており、各パネル４、
５、６上に形成された画像上を光が通過して得られる赤
色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の映像光は、２枚の
ミラー７、８及び２枚のダイクロイックミラー９、１０
によって一つの出射光路上に集められる。これにより、
赤色画像、緑色画像、青色画像の重ね合わせがなされ、
この重ね合わせにより形成されたカラー画像は投写レン
ズ１１を経てスクリーン１２上に投影される。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a schematic diagram showing the internal structure of a projection type color liquid crystal display device for projecting a color image on a screen. As shown in FIG. 8, in this projection type color liquid crystal display device, white light is emitted from a light source 1 and this light is passed through two dichroic mirrors 2 and 3 into three optical paths for red, green and blue. Is divided into On each light path,
Liquid crystal panels 4, 5, and 6 are arranged, and each panel 4,
The red (R), green (G), and blue (B) image light obtained by passing light on the images formed on the images 5 and 6 are two mirrors 7 and 8 and two dichroic mirrors. 9, 10
Are collected on one output optical path. This allows
The red, green, and blue images are superimposed,
The color image formed by the superposition is projected on a screen 12 via a projection lens 11.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の投写型
カラー液晶表示装置においては、図９に示すように、光
源１としてメタルハライドランプやキセノンランプなど
のランプ１ａとリフレクタ１ｂとを組み合わせたものが
用いられている。In the above-mentioned conventional projection type color liquid crystal display device, as shown in FIG. 9, a light source 1 in which a lamp 1a such as a metal halide lamp or a xenon lamp and a reflector 1b are combined. Used.
【０００４】ところで、投写型カラー液晶表示装置は、
光源１の光を平行光として液晶パネル４（５、６）を照
射するように構成されているが、従来のメタルハライド
ランプやキセノンランプなどのランプ１ａにあっては、
アーク長が２ｍｍ前後あり、このアーク長に比例して、
現状では６〜８度の拡がり角を持って光が広がる。Incidentally, a projection type color liquid crystal display device is
The liquid crystal panel 4 (5, 6) is configured to irradiate the liquid crystal panel 4 (5, 6) with the light of the light source 1 as parallel light, but in the case of a conventional lamp 1a such as a metal halide lamp or a xenon lamp,
The arc length is around 2 mm, and in proportion to this arc length,
At present, light spreads with a spread angle of 6 to 8 degrees.
【０００５】しかしながら、光源１からの光が広がる
と、色ずれや色ムラの原因となるなどの問題があった。
さらに、投写レンズ１１を含めた光の利用率が低下する
という問題もあった。However, when the light from the light source 1 spreads, there is a problem that color shift and color unevenness are caused.
Further, there is a problem that the utilization rate of light including the projection lens 11 is reduced.
【０００６】また、特開平８−１９００９５号公報（Ｉ
ＰＣ：Ｇ０２Ｆ １／１３３５）には、ホログラムカラ
ーフィルタを用いた液晶表示装置用の平行光源が提案さ
れている。この光源は、微小集束レンズアレイと各微小
レンズの焦点又はその軸外れ位置に配置された白色微小
一次光源とからなり、液晶表示装置に入射させるほぼ平
行な光を発生するものである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-19095 (I
PC: G02F 1/1335) has proposed a parallel light source for a liquid crystal display device using a hologram color filter. This light source is composed of a micro focusing lens array and a white micro primary light source disposed at the focal point of each micro lens or at an off-axis position thereof, and generates substantially parallel light to be incident on the liquid crystal display device.
【０００７】しかしながら、上記した光源は、白色光で
あり、カラー液晶表示装置に用いるためには、ホログラ
ムカラーフィルタなどにより白色光を赤、緑、青の３原
色に分離する必要があり、部品点数が多くなる難点があ
る。また、白色光を３色の光に分離するので、液晶表示
装置に与えられる光は光源から出射された光の１／３で
あり、高輝度化にも限界があった。However, the above-mentioned light source is white light, and for use in a color liquid crystal display device, it is necessary to separate white light into three primary colors of red, green and blue by a hologram color filter or the like. There are many disadvantages. Further, since white light is separated into three colors of light, the light given to the liquid crystal display device is one-third of the light emitted from the light source, and there is a limit to high brightness.
【０００８】この発明は、上述した従来の問題点に鑑み
なされたものにして、平行に極めて近い光を出射する液
晶表示装置用光源を提供することをその目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light source for a liquid crystal display device that emits light that is very close to parallel in view of the above-mentioned conventional problems.
【０００９】また、この発明は、光源からの光の利用率
を向上させ、高輝度化が図れるカラー液晶表示装置を提
供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a color liquid crystal display device capable of improving the utilization of light from a light source and achieving high luminance.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の光源は、赤色
又は緑色若しくは青色の発光素子を複数個基板上に２次
元的に配列すると共に、その発光素子からの光を発光素
子の前面に配置された光学素子にて平行収束させること
を特徴とする。According to a light source of the present invention, a plurality of red, green or blue light emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from the light emitting elements is arranged on the front surface of the light emitting element. Parallel focusing by the optical element.
【００１１】また、この発明の光源は、基板上に複数の
赤色と緑色及び青色の発光素子をランダムに２次元的に
配列すると共に、その発光素子からの光を発光素子の前
面に配置された光学素子にて平行収束させることを特徴
とする。In the light source according to the present invention, a plurality of red, green and blue light emitting elements are randomly and two-dimensionally arranged on a substrate, and light from the light emitting elements is arranged on a front surface of the light emitting element. It is characterized by being converged in parallel by an optical element.
【００１２】更に、この発明の光源は、基板上に複数の
赤色と緑色及び青色の発光素子を２次元的に配列すると
共に、各発光素子からの光を発光素子の前面に配置され
た光学素子にて各色成分に応じて異なる角度で出射させ
ることを特徴とする。Further, the light source of the present invention is an optical element in which a plurality of red, green and blue light emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from each light emitting element is arranged on the front surface of the light emitting element. The light is emitted at a different angle depending on each color component.
【００１３】発光ダイオードなどで構成される発光素子
は、広い色再現範囲で均一な表示ができる点光源である
ので、その前面に光学素子を配置することで、分散角を
小さくでき、平行に極めて近い照明光を得ることができ
るとともに、光の利用効率が向上する。A light-emitting element composed of a light-emitting diode or the like is a point light source capable of performing a uniform display in a wide color reproduction range. Near illumination light can be obtained, and light use efficiency is improved.
【００１４】また、この発明は、赤色の画像を変調する
赤色用表示パネルと、この赤色用表示パネルに赤色光を
照射する上記に記載の光源と、緑色の画像を変調する緑
色用表示パネルと、この緑色用表示パネルに緑色光を照
射する上記に記載の光源と、青色の画像を変調する青色
用表示パネルと、この青色用表示パネルに青色光を照射
する上記に記載の光源と、前記各表示パネルを透過した
映像光を合成する光学手段と、を備えてなる。Further, the present invention provides a red display panel for modulating a red image, the above-described light source for irradiating the red display panel with red light, and a green display panel for modulating a green image. The light source described above that irradiates the green display panel with green light, the blue display panel that modulates a blue image, and the light source described above that irradiates blue light to the blue display panel, Optical means for synthesizing image light transmitted through each display panel.
【００１５】上記した光源をそれぞれ赤、緑、青の光源
として用いることで、平行に極めて近い照明光をそれぞ
れの表示パネルに与えることができ、色ずれ、色ムラを
解消できると共に、光の利用率が向上する。また、光を
直接表示パネルに与えることができるので、光分離手段
などによる光の損失を無くすことができ、さらに光の利
用率の高いカラー液晶表示装置を提供することができ
る。By using the above light sources as red, green, and blue light sources, respectively, it is possible to provide illumination light that is extremely parallel to each display panel, thereby eliminating color shift and color unevenness and utilizing light. The rate is improved. In addition, since light can be directly applied to the display panel, loss of light due to light separation means and the like can be eliminated, and a color liquid crystal display device with high light utilization can be provided.
【００１６】また、この発明のカラー液晶表示装置は、
赤色光を出射する上記に記載の光源と、緑色光を出射す
る上記に記載の光源と、青色光を出射する上記に記載の
光源と、前記３個の光源からの光を合成し、各色成分に
応じて異なる角度で出射する色合成手段と、各色成分を
集束させるマイクロレンズアレイと、このマイクロレン
ズアレイで集束される色成分に対応する画素部を有する
液晶パネルと、を備えてなる。Further, the color liquid crystal display device of the present invention comprises:
The light source described above that emits red light, the light source described above that emits green light, the light source described above that emits blue light, and light from the three light sources are combined, and each color component is synthesized. And a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to the color components focused by the micro lens array.
【００１７】また、この発明のカラー液晶表示装置は、
基板上に複数の赤色と緑色及び青色の発光素子を２次元
的に配列すると共に、各発光素子からの光を発光素子の
前面に配置された光学素子にて各色成分に応じて異なる
角度で出射させる光源と、各色成分を集束させるマイク
ロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイで集束さ
れる色成分に対応する画素部を有する液晶パネルと、を
備えてなる。Further, the color liquid crystal display device of the present invention comprises:
A plurality of red, green, and blue light-emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from each light-emitting element is emitted at a different angle according to each color component by an optical element disposed in front of the light-emitting element. And a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to the color components focused by the micro lens array.
【００１８】上記したカラー液晶表示装置においては、
１枚の液晶パネルによりカラー表示を行える。In the above-mentioned color liquid crystal display device,
Color display can be performed with one liquid crystal panel.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、この発明をその実施の形態
を示す図に基づいて説明する。図１は、この発明の第１
の実施の形態に係る光源を示す概略平面図、図２は同概
略側面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment thereof. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a light source according to the embodiment, and FIG. 2 is a schematic side view thereof.
【００２０】図に示すように、この発明の光源２０は、
複数の発光素子としての発光ダイオード２１が絶縁性基
板２２上に２次元的に配置されている。そして、この発
光ダイオード２１の配置に合わせて光学素子としてのマ
イクロレンズアレイ２３が装着されている。各発光ダイ
オード２１は色再現範囲で均一な表示ができる点光源で
あり、発光ダイオード２１の発光点から出射された光が
マイクロレンズアレイ２３により平行光束化されること
により、分散角が小さくなり平行に極めて近い照明光が
得られる。As shown in the figure, the light source 20 of the present invention comprises:
Light emitting diodes 21 as a plurality of light emitting elements are two-dimensionally arranged on an insulating substrate 22. A microlens array 23 as an optical element is mounted according to the arrangement of the light emitting diodes 21. Each light emitting diode 21 is a point light source capable of performing uniform display in the color reproduction range, and the light emitted from the light emitting point of the light emitting diode 21 is collimated by the microlens array 23 so that the dispersion angle is reduced and the Is obtained.
【００２１】また、絶縁性基板２１の裏面には、ヒート
シンク２４が装着されており、発光ダイオード２１の熱
をこのヒートシンク２４から放熱するように構成されて
いる。A heat sink 24 is mounted on the back surface of the insulating substrate 21 so that the heat of the light emitting diode 21 is radiated from the heat sink 24.
【００２２】上記した光源２０を２インチ相当の液晶パ
ネルを照射するメタルハイライドランプ２００Ｗ程度の
照明光として用いる場合には、３０ｍｍ×４０ｍｍ程度
の絶縁基板２２上に約１ｍｍピッチ程度で、１０００〜
１５００の発光ダイオード２１を２次元的に配置すれば
よい。When the above-mentioned light source 20 is used as illumination light of about 200 W of a metal halide lamp for irradiating a liquid crystal panel of 2 inches, a 1000 mm pitch on a 30 mm × 40 mm insulating substrate 22 at about 1 mm pitch is used.
What is necessary is just to arrange 1500 light emitting diodes 21 two-dimensionally.
【００２３】上記した光源２０を３板式の投写型カラー
液晶表示装置に用いる場合には、赤色の画像が表示され
る液晶パネルを照射させる光源として、赤色発光ダイオ
ードを２次元的に配置したものを、緑色の画像が表示さ
れる液晶パネルを照射させる光源として、緑色発光ダイ
オードを２次元的に配置したものを、青色の画像が表示
される液晶パネルを照射させる光源として、青色発光ダ
イオードを２次元的に配置したものを、それぞれ用意す
るとよい。When the light source 20 is used in a three-panel projection type color liquid crystal display device, a light source in which red light emitting diodes are two-dimensionally arranged as a light source for irradiating a liquid crystal panel on which a red image is displayed. A two-dimensionally arranged green light emitting diode as a light source for irradiating a liquid crystal panel displaying a green image, and a two-dimensionally arranged blue light emitting diode as a light source for irradiating a liquid crystal panel displaying a blue image. It is good to prepare what was arranged in each case.
【００２４】図３は、この発明の第２の実施の形態に係
る光源を示す概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a light source according to a second embodiment of the present invention.
【００２５】図３に示すように、この発明の光源２０ａ
は、発光素子としての赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色
発光ダイオード２１Ｇ及び青色発光ダイオード２１Ｂが
絶縁性基板２２上に２次元的に配置されている。そし
て、この発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置
に合わせて光学素子としてのマイクロレンズアレイ２３
ａが装着されている。このマイクロレンズアレイ２３ａ
は各色成分に応じて異なる角度で光を出射させるように
構成されている。各色発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂは色再現範囲で均一な表示ができる点光源であ
り、発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの発光点か
ら出射された光がマイクロレンズアレイ２３ａにより所
定の角度で平行光束化されることにより、分散角が小さ
く色成分に応じた角度を有する照明光が得られる。As shown in FIG. 3, the light source 20a of the present invention
The red light emitting diode 21R, the green light emitting diode 21G, and the blue light emitting diode 21B as light emitting elements are two-dimensionally arranged on the insulating substrate 22. Then, a microlens array 23 as an optical element is arranged in accordance with the arrangement of the light emitting diodes 21R, 21G, 21B.
a is attached. This micro lens array 23a
Are configured to emit light at different angles according to each color component. Each color light emitting diode 21R, 21G,
Reference numeral 21B denotes a point light source capable of performing uniform display in the color reproduction range. The light emitted from the light-emitting points of the light-emitting diodes 21R, 21G, and 21B is converted into a parallel light beam at a predetermined angle by the microlens array 23a. Illumination light having a small angle and an angle corresponding to the color component is obtained.
【００２６】また、絶縁性基板２２の裏面には、ヒート
シンク２４が装着されており、発光ダイオード２１Ｒ、
２１Ｇ、２１Ｂの熱をこのヒートシンク２４から放熱す
るように構成されている。A heat sink 24 is mounted on the back surface of the insulating substrate 22, and the light emitting diode 21R,
The heat of 21G and 21B is radiated from the heat sink 24.
【００２７】上記した光源２０ａを２インチ相当の液晶
パネルを照射するメタルハイライドランプ２００Ｗ程度
の照明光として用いる場合には、３０ｍｍ×４０ｍｍ程
度の絶縁基板２２上に約１ｍｍピッチ程度で、１０００
〜１５００の発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを
２次元的に配置すればよい。When the above-mentioned light source 20a is used as illumination light of about 200 W of a metal halide lamp for irradiating a liquid crystal panel of 2 inches, a pitch of about 1 mm on an insulating substrate 22 of about 30 mm × 40 mm at a pitch of about 1 mm is used.
The light emitting diodes 21R, 21G, 21B of ~ 1500 may be arranged two-dimensionally.
【００２８】図４は、この発明の第３の実施の形態を示
す概略平面図である。この実施の形態では、発光ダイオ
ード２１（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）を１行づつ半ピッ
チずつずらして配置し、またマイクロレンズアレイ２３
（２３ａ）は亀甲状に構成している。このように構成す
ることで、周期性による光のムラを低減することができ
る。FIG. 4 is a schematic plan view showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the light-emitting diodes 21 (21R, 21G, 21B) are arranged so as to be shifted by a half pitch line by line, and the micro-lens array 23
(23a) has a tortoiseshell shape. With this configuration, unevenness in light due to periodicity can be reduced.
【００２９】なお、上記したこの発明の光源２０で白色
光源を得る場合には、赤、青、緑の発光ダイオード２１
をランダムに２次元的に配置し、マイクロレンズアレイ
２３の全面に拡散板を設けて赤、緑、青を合成するよう
に構成すればよい。When a white light source is obtained with the light source 20 of the present invention, the red, blue and green light emitting diodes 21 are used.
May be arranged two-dimensionally at random, and a diffusing plate may be provided on the entire surface of the microlens array 23 to combine red, green, and blue.
【００３０】次に、この発明の光源を用いた投写型カラ
ー液晶表示装置の実施の形態を図５に従い説明する。Next, an embodiment of a projection type color liquid crystal display device using a light source according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００３１】図５に示すように、絶縁性基板上に赤色発
光ダイオードを２次元的に配置し、その上にマイクロレ
ンズアレイを装着した光源２０（Ｒ）を用意する。この
光源２０（Ｒ）上に赤色用画像が表示される液晶パネル
２６を装着する。そして、赤色発光ダイオードから出射
され、マイクロレンズアレイで平行光に光束された光
は、液晶パネル２６上に形成された画像上を通過して赤
色（Ｒ）の映像光としてダイクロプリズム２７に与えら
れる。As shown in FIG. 5, a red light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (R) having a microlens array mounted thereon is prepared. A liquid crystal panel 26 on which a red image is displayed is mounted on the light source 20 (R). Then, the light emitted from the red light emitting diode and emitted as a parallel light by the microlens array passes on an image formed on the liquid crystal panel 26 and is provided to the dichroic prism 27 as red (R) image light. .
【００３２】また、絶縁性基板上に緑色発光ダイオード
を２次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイを
装着した光源２０（Ｇ）を用意する。この光源２０
（Ｇ）上に緑色用画像が表示される液晶パネル２５を装
着する。そして、緑色発光ダイオードから出射され、マ
イクロレンズアレイで平行光に光束された光は液晶パネ
ル２５上に形成された画像上を通過して緑色（Ｇ）の映
像光としてダイクロプリズム２７に与えられる。Further, a green light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (G) having a microlens array mounted thereon is prepared. This light source 20
(G) A liquid crystal panel 25 on which a green image is displayed is mounted. Then, the light emitted from the green light-emitting diode and emitted as parallel light by the microlens array passes on an image formed on the liquid crystal panel 25 and is given to the dichroic prism 27 as green (G) image light.
【００３３】さらに、絶縁性基板上に青色発光ダイオー
ドを２次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイ
を装着した光源２０（Ｂ）を用意する。この光源２０
（Ｂ）上に緑色用画像が表示される液晶パネル２４を装
着する。そして、青色発光ダイオードから出射され、マ
イクロレンズアレイで平行光化された光は液晶パネル２
４上に形成された画像上を通過して青色（Ｂ）の映像光
としてダイクロプリズム２７に与えられる。Further, a blue light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (B) having a microlens array mounted thereon is prepared. This light source 20
(B) A liquid crystal panel 24 on which a green image is displayed is mounted. The light emitted from the blue light emitting diode and collimated by the microlens array is applied to the liquid crystal panel 2.
The light passes through the image formed on 4 and is provided to the dichroic prism 27 as blue (B) image light.
【００３４】赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の映
像光は、ダイクロイックプリズム２７によって一つの出
射光路上に集められる。これにより、赤色画像、緑色画
像、青色画像の重ね合わせがなされ、この重ね合わせに
より形成されたカラー画像は投写レンズ２８を経てスク
リーン１２上に投影される。The red (R), green (G), and blue (B) image lights are collected by the dichroic prism 27 on one output optical path. Thus, the red image, the green image, and the blue image are superimposed, and the color image formed by the superimposition is projected on the screen 12 via the projection lens 28.
【００３５】上記した各光源２０（Ｒ）、２０（Ｇ）、
２０（Ｂ）の光の強度は、発光ダイオードに与える電流
を制御することにより行えばよい。Each of the above light sources 20 (R), 20 (G),
The light intensity of 20 (B) may be controlled by controlling the current supplied to the light emitting diode.
【００３６】次に、この発明の光源を用いた投写型カラ
ー液晶表示装置の他の実施の形態を図６に従い説明す
る。Next, another embodiment of a projection type color liquid crystal display device using a light source according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００３７】図６に示すように、絶縁性基板上に赤色発
光ダイオードを２次元的に配置し、その上にマイクロレ
ンズアレイを装着した光源２０（Ｒ）を用意する。そし
て、赤色発光ダイオードから出射され、マイクロレンズ
アレイで平行光に光束された光源２０（Ｒ）からの光
は、色合成手段３０としての、ダイクロイックミラー３
０ａ及びダイクロイックミラー３０ｂに与えられる。ダ
イクロイックミラー３０ａは、青色光を反射し、赤色光
及び緑色光を透過する。また、ダイクロイックミラー３
０ｂは赤色光を反射し、緑色光及び青色光を透過する性
質を有する。光源２０（Ｒ）から出射された赤色光は、
ダイクロイックミラー３０ｂで反射され、所定の角度で
マイクロレンズアレイ３１方向へ案内される。As shown in FIG. 6, a red light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (R) having a microlens array mounted thereon is prepared. Then, the light from the light source 20 (R) emitted from the red light-emitting diode and emitted as a parallel light by the microlens array is applied to the dichroic mirror 3 as the color combining means 30.
0a and the dichroic mirror 30b. The dichroic mirror 30a reflects blue light and transmits red light and green light. In addition, dichroic mirror 3
Ob has the property of reflecting red light and transmitting green light and blue light. The red light emitted from the light source 20 (R)
The light is reflected by the dichroic mirror 30b and guided toward the micro lens array 31 at a predetermined angle.
【００３８】また、絶縁性基板上に緑色発光ダイオード
を２次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイを
装着した光源２０（Ｇ）を用意する。そして、緑色発光
ダイオードから出射され、マイクロレンズアレイで平行
光に光束され光源２０（Ｇ）からの光は、色合成手段３
０に与えられる。光源２０（Ｇ）から出射された緑色光
は、ダイクロイックミラー３０ａ、３０ｂを透過し、マ
イクロレンズアレイ３１に与えられる。Further, a green light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (G) having a microlens array mounted thereon is prepared. Then, the light emitted from the green light-emitting diode, emitted as parallel light by the microlens array, and emitted from the light source 20 (G)
0 is given. Green light emitted from the light source 20 (G) passes through the dichroic mirrors 30 a and 30 b and is provided to the microlens array 31.
【００３９】さらに、絶縁性基板上に青色発光ダイオー
ドを２次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイ
を装着した光源２０（Ｂ）を用意する。そして、青色発
光ダイオードから出射され、マイクロレンズアレイで平
行光化された光源２０（Ｂ）からの光は、色合成手段３
０に与えられる。光源２０（Ｂ）から出射された青色光
は、ダイクロイックミラー３０ａで反射され、所定の角
度でマイクロレンズアレイ３１方向へ案内される。Further, a blue light emitting diode is two-dimensionally arranged on an insulating substrate, and a light source 20 (B) having a microlens array mounted thereon is prepared. The light emitted from the blue light emitting diode and collimated by the microlens array from the light source 20 (B) is
0 is given. The blue light emitted from the light source 20 (B) is reflected by the dichroic mirror 30a and guided toward the micro lens array 31 at a predetermined angle.
【００４０】即ち、光源２０（Ｒ）、２０（Ｇ）、２０
（Ｂ）から出射された光は２枚のダイクロイックミラー
３０ａ、３０ｂからなる色合成手段３０で集光され、各
色に応じた分散角でマイクロレンズアレイ３１に出射さ
れるように、ダイクロイックミラー３０ａ、３０ｂの角
度が調整されている。That is, the light sources 20 (R), 20 (G), 20
The light emitted from (B) is condensed by the color synthesizing means 30 composed of two dichroic mirrors 30a and 30b, and is emitted to the microlens array 31 at a dispersion angle corresponding to each color. The angle of 30b has been adjusted.
【００４１】色合成手段３０により出射された赤色光
（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の角度は互いに異
なっており、これら各色成分はマイクロレンズアレイ３
１により相異なる位置に集束される。液晶パネル３２
は、マイクロレンズアレイ３１で集束される位置にそれ
ぞれその色成分に対応する画素部が形成されている。従
って、マイクロレンズアレイ３１により集束された赤色
成分は液晶パネル３２の赤（Ｒ）画素部、緑色成分は液
晶パネル３２の緑（Ｇ）画素部、青色成分は液晶パネル
３２の青（Ｂ）画素部を通る。そして、これら液晶パネ
ル３２の各画素部を通過し、液晶パネル３２で変調され
形成された映像が図示しない投射レンズで拡大され、ス
クリーン上に投影される。The angles of the red light (R), green light (G), and blue light (B) emitted by the color synthesizing means 30 are different from each other, and these color components are
1 focuses on different positions. LCD panel 32
In each pixel, a pixel portion corresponding to each color component is formed at a position where the light is focused by the microlens array 31. Accordingly, the red component focused by the microlens array 31 is a red (R) pixel portion of the liquid crystal panel 32, the green component is a green (G) pixel portion of the liquid crystal panel 32, and the blue component is a blue (B) pixel of the liquid crystal panel 32. Through the department. Then, the light passes through each pixel portion of the liquid crystal panel 32, and the image modulated and formed by the liquid crystal panel 32 is enlarged by a projection lens (not shown) and projected on a screen.
【００４２】この発明の光源を用いた投写型カラー液晶
表示装置の更に他の実施の形態を図７に従い説明する。Still another embodiment of a projection type color liquid crystal display device using a light source according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００４３】図７に示す投写型カラー液晶表示装置は、
図３に示す光源２０ａを用いたものである。前述したよ
うに、光源２０ａの、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色
発光ダイオード２１Ｇ及び青色発光ダイオード２１Ｂか
ら出射された各光は、マイクロレンズアレイ２３ａによ
り各色成分に応じて異なる角度で液晶パネル３１の前面
に設けられたマイクロレンズアレイ３１に向かって出射
される。マイクロレンズアレイ２３ａから出射された赤
色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の角度は互い
に異なっており、これら各色成分はマイクロレンズアレ
イ３１により相異なる位置に集束される。前述したよう
に、液晶パネル３２は、マイクロレンズアレイ３１で集
束される位置にそれぞれその色成分に対応する画素部が
形成されている。従って、マイクロレンズアレイ３１に
より集束された赤色成分は液晶パネル３２の赤（Ｒ）画
素部、緑色成分は液晶パネル３２の緑（Ｇ）画素部、青
色成分は液晶パネル３２の青（Ｂ）画素部を通る。そし
て、これら液晶パネル３２の各画素部を通過し、液晶パ
ネル３２で変調され形成された映像が図示しない投射レ
ンズで拡大され、スクリーン上に投影される。The projection type color liquid crystal display device shown in FIG.
This uses the light source 20a shown in FIG. As described above, each light emitted from the red light emitting diode 21R, the green light emitting diode 21G, and the blue light emitting diode 21B of the light source 20a is applied to the front surface of the liquid crystal panel 31 at a different angle according to each color component by the microlens array 23a. The light is emitted toward the provided microlens array 31. The angles of the red light (R), green light (G), and blue light (B) emitted from the microlens array 23a are different from each other, and these color components are focused by the microlens array 31 at different positions. As described above, in the liquid crystal panel 32, pixel portions corresponding to the respective color components are formed at positions converged by the microlens array 31. Accordingly, the red component focused by the microlens array 31 is a red (R) pixel portion of the liquid crystal panel 32, the green component is a green (G) pixel portion of the liquid crystal panel 32, and the blue component is a blue (B) pixel of the liquid crystal panel 32. Through the department. Then, the light passes through each pixel portion of the liquid crystal panel 32, and the image modulated and formed by the liquid crystal panel 32 is enlarged by a projection lens (not shown) and projected on a screen.
【００４４】なお、上記した実施の形態においては、発
光素子として、発光ダイオードを用いたが、有機又は無
機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、半導体レーザな
ど他の発光素子を用いることもできる。In the above embodiment, a light emitting diode is used as a light emitting element, but other light emitting elements such as an organic or inorganic EL (electroluminescence), a semiconductor laser, and the like can be used.
【００４５】また、上記した実施の形態においては、表
示パネルとして液晶パネルを用いた投写型カラー液晶表
示装置について説明したが、液晶表示装置以外にも、例
えば複数の微小鏡面素子が配置されてなる鏡面反射型変
調器（ＤＭＤ）を表示パネルとして用いた投写型表示装
置に対しても適用可能である。In the above-described embodiment, a projection type color liquid crystal display device using a liquid crystal panel as a display panel has been described. However, in addition to the liquid crystal display device, for example, a plurality of microscopic mirror elements are arranged. The present invention is also applicable to a projection display device using a specular reflection type modulator (DMD) as a display panel.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の液晶表
示装置用光源に用いる発光ダイオードなどで構成される
発光素子は、広い色再現範囲で均一な表示ができる点光
源であるので、その前面に光学素子を配置することで、
分散角を小さくでき、平行に極めて近い照明光を得るこ
とができるとともに、光の利用効率を向上させることが
できる。As described above, the light-emitting element such as the light-emitting diode used for the light source for the liquid crystal display device of the present invention is a point light source capable of performing uniform display over a wide color reproduction range. By placing the optical element in
The dispersion angle can be reduced, illumination light that is extremely parallel can be obtained, and the light use efficiency can be improved.
【００４７】また、この発明の光源を用いたカラー液晶
表示装置は、平行に極めて近い照明光をそれぞれの表示
パネルに与えることができ、色ずれ、色ムラを解消でき
ると共に、光の利用率が向上する。また、赤、緑、青の
光をそれぞれ直接表示パネルに与えることができるの
で、光分離手段などによる光の損失を無くすことがで
き、光の利用率の高いカラー液晶表示装置を提供するこ
とができる。Further, the color liquid crystal display device using the light source according to the present invention can provide illumination light that is extremely parallel to each display panel, can eliminate color shift and color unevenness, and can reduce the light utilization rate. improves. In addition, since red, green, and blue light can be directly applied to the display panel, loss of light due to light separation means and the like can be eliminated, and a color liquid crystal display device with high light utilization can be provided. it can.
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る光源を示す
概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a light source according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る光源を示す
概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing a light source according to the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第２の実施の形態に係る光源を示す
概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a light source according to a second embodiment of the present invention.
【図４】この発明の第３の実施の形態に係る光源を示す
概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a light source according to a third embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施の形態にかかる投射型液晶表示
装置装置を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図６】この発明の他の実施の形態にかかる投射型液晶
表示装置装置を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
【図７】この発明の更に他の実施の形態にかかる投射型
液晶表示装置装置を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to still another embodiment of the present invention.
【図８】カラー画像をスクリーン上に投写する投写型カ
ラー液晶表示装置の内部構造を示した概略構成図であ
る。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an internal structure of a projection type color liquid crystal display device that projects a color image on a screen.
【図９】従来の光源を示す概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional light source.
２０ 光源 ２０ａ光源 ２１ 発光ダイオード ２１Ｒ 赤色発光ダイオード ２１Ｇ 緑色発光ダイオード ２１Ｂ 青色発光ダイオード ２２ 絶縁性基板 ２３ マイクロレンズアレイ ２４ ヒートシンク ２０（Ｒ） 赤色用光源 ２０（Ｇ） 緑色用光源 ２０（Ｂ） 青色用光源 ２４、２５、２６ 液晶パネル ２７ ダイクロイックプリズム ２８ 投写レンズ ２９ スクリーン ３０ 色合成手段 ３０ａ ダイクロイックミラー ３０ｂ ダイクロイックミラー ３１ マイクロレンズアレイ ３２ 液晶パネル Reference Signs List 20 light source 20a light source 21 light emitting diode 21R red light emitting diode 21G green light emitting diode 21B blue light emitting diode 22 insulating substrate 23 micro lens array 24 heat sink 20 (R) red light source 20 (G) green light source 20 (B) blue light source 24, 25, 26 Liquid crystal panel 27 Dichroic prism 28 Projection lens 29 Screen 30 Color synthesizing means 30a Dichroic mirror 30b Dichroic mirror 31 Micro lens array 32 Liquid crystal panel
Claims (6)
複数個基板上に２次元的に配列すると共に、その発光素
子からの光を発光素子の前面に配置された光学素子にて
平行収束させることを特徴とする液晶表示装置用光源。1. A method in which a plurality of red, green, or blue light emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from the light emitting elements is converged in parallel by an optical element disposed in front of the light emitting elements. A light source for a liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
光素子をランダムに２次元的に配列すると共に、その発
光素子からの光を発光素子の前面に配置された光学素子
にて平行収束させることを特徴とする液晶表示装置用光
源。2. A plurality of red, green, and blue light-emitting elements are randomly and two-dimensionally arranged on a substrate, and light from the light-emitting elements is parallel-converged by an optical element disposed in front of the light-emitting element. A light source for a liquid crystal display device.
光素子を２次元的に配列すると共に、各発光素子からの
光を発光素子の前面に配置された光学素子にて各色成分
に応じて異なる角度で出射させることを特徴とする液晶
表示装置用光源。3. A plurality of red, green, and blue light-emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from each light-emitting element is changed according to each color component by an optical element disposed in front of the light-emitting element. A light source for a liquid crystal display device, which emits light at different angles.
と、この赤色用表示パネルに赤色光を照射する請求項１
に記載の光源と、緑色の画像を変調する緑色用表示パネ
ルと、この緑色用表示パネルに緑色光を照射する請求項
１に記載の光源と、青色の画像を変調する青色用表示パ
ネルと、この青色用表示パネルに青色光を照射する請求
項１に記載の光源と、前記各表示パネルを透過した映像
光を合成する光学手段と、を備えてなるカラー液晶表示
装置。4. A red display panel for modulating a red image, and irradiating the red display panel with red light.
, A green display panel that modulates a green image, a light source according to claim 1 that irradiates the green display panel with green light, and a blue display panel that modulates a blue image, 2. A color liquid crystal display device comprising: the light source according to claim 1 for irradiating the blue display panel with blue light; and optical means for synthesizing image light transmitted through each of the display panels.
と、緑色光を出射する請求項１に記載の光源と、青色光
を出射する請求項１に記載の光源と、前記３個の光源か
らの光を合成し、各色成分に応じて異なる角度で出射す
る色合成手段と、各色成分を集束させるマイクロレンズ
アレイと、このマイクロレンズアレイで集束される色成
分に対応する画素部を有する液晶パネルと、を備えてな
るカラー液晶表示装置。5. The light source according to claim 1, which emits red light, the light source according to claim 1, which emits green light, and the light source according to claim 1, which emits blue light. A light combining unit that combines light from the light sources and emits the light at different angles according to each color component, a microlens array that focuses each color component, and a pixel unit corresponding to the color component focused by the microlens array. A liquid crystal display device comprising:
光素子を２次元的に配列すると共に、各発光素子からの
光を発光素子の前面に配置された光学素子にて各色成分
に応じて異なる角度で出射させる光源と、各色成分を集
束させるマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズ
アレイで集束される色成分に対応する画素部を有する液
晶パネルと、を備えてなるカラー液晶表示装置。6. A plurality of red, green, and blue light-emitting elements are two-dimensionally arranged on a substrate, and light from each light-emitting element is used in accordance with each color component by an optical element disposed in front of the light-emitting element. A liquid crystal display device comprising: a light source that emits light at different angles; a microlens array that focuses each color component; and a liquid crystal panel having a pixel portion corresponding to the color component focused by the microlens array.
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