JPH11133372A - 液晶変調素子および投射型液晶表示装置 - Google Patents
液晶変調素子および投射型液晶表示装置Info
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- JPH11133372A JPH11133372A JP9295939A JP29593997A JPH11133372A JP H11133372 A JPH11133372 A JP H11133372A JP 9295939 A JP9295939 A JP 9295939A JP 29593997 A JP29593997 A JP 29593997A JP H11133372 A JPH11133372 A JP H11133372A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 色純度の低下防止と画像輝度の向上とを可能
とする液晶変調素子および投射型液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 ３つの画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８
１２Ｇごとに設けたマイクロレンズ８２２により、互い
に異なる角度で入射してきたＢ，Ｒ，Ｇの各色光をそれ
ぞれ集光して対応する色の画素に入射させる。各画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ上に、それぞれ、トリ
ミングフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇを設け
て、隣接する画素電極に入射すべき色光のうち自らの画
素電極上に洩れ込んでくる光を遮断する。液晶パネル１
８に入射する各色光の入射発散角が大きくても、混色に
よる色純度の低下を防止できる。入射発散角を比較的大
きくすることができることから、投射光学系における絞
り量を緩和でき、大きな光量を確保できる。
とする液晶変調素子および投射型液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 ３つの画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８
１２Ｇごとに設けたマイクロレンズ８２２により、互い
に異なる角度で入射してきたＢ，Ｒ，Ｇの各色光をそれ
ぞれ集光して対応する色の画素に入射させる。各画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ上に、それぞれ、トリ
ミングフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇを設け
て、隣接する画素電極に入射すべき色光のうち自らの画
素電極上に洩れ込んでくる光を遮断する。液晶パネル１
８に入射する各色光の入射発散角が大きくても、混色に
よる色純度の低下を防止できる。入射発散角を比較的大
きくすることができることから、投射光学系における絞
り量を緩和でき、大きな光量を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶層を通過する
光を画素単位で変調可能な液晶変調素子、および投射光
学系からの照射光を液晶変調素子により変調してスクリ
ーンに拡大投影し画像を表示する投射型液晶表示装置に
係わり、特に、単板でカラー表示を可能とする液晶変調
素子、およびそのような単板の液晶変調素子を用いて構
成される投射型液晶表示装置に関する。
光を画素単位で変調可能な液晶変調素子、および投射光
学系からの照射光を液晶変調素子により変調してスクリ
ーンに拡大投影し画像を表示する投射型液晶表示装置に
係わり、特に、単板でカラー表示を可能とする液晶変調
素子、およびそのような単板の液晶変調素子を用いて構
成される投射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶パネルを光スイッチング素子
または光変調素子として利用し、液晶パネル上の画像を
投射光学系によってスクリーン上に拡大投影するように
した液晶プロジェクタや液晶プロジェクションＴＶ等の
投射型液晶表示装置が登場している。この種の液晶表示
装置には、モノクロ液晶パネルをＢ（青），Ｒ（赤），
Ｇ（緑）の各色光路ごとに設けて構成した３板方式と、
各画素に対しＢ，ＲまたはＧの各色選択用のカラーフィ
ルタ（ＣＦ）を形成した液晶パネルを１枚用いて構成し
た単板方式とがある。このうち、３板方式は、装置が大
型化してコスト的にも不利なので、小型化・軽量化およ
び低価格化の要請が高い用途分野においては、構造が簡
単な単板方式が採用されることが多い。
または光変調素子として利用し、液晶パネル上の画像を
投射光学系によってスクリーン上に拡大投影するように
した液晶プロジェクタや液晶プロジェクションＴＶ等の
投射型液晶表示装置が登場している。この種の液晶表示
装置には、モノクロ液晶パネルをＢ（青），Ｒ（赤），
Ｇ（緑）の各色光路ごとに設けて構成した３板方式と、
各画素に対しＢ，ＲまたはＧの各色選択用のカラーフィ
ルタ（ＣＦ）を形成した液晶パネルを１枚用いて構成し
た単板方式とがある。このうち、３板方式は、装置が大
型化してコスト的にも不利なので、小型化・軽量化およ
び低価格化の要請が高い用途分野においては、構造が簡
単な単板方式が採用されることが多い。
【０００３】上記のようなカラーフィルタを備えた単板
方式の液晶パネルには、色純度のよい画像が得られると
いう利点があるが、その一方、カラーフィルタによる光
吸収が多く、耐光性が低いという問題点がある。例え
ば、Ｇ用の画素に対応して形成されるＧ色光選択用フィ
ルタにおいては、Ｒ色光およびＢ色光を吸収することに
より温度が上昇し、フィルタ特性が著しく劣化する。こ
のため、十分な冷却が必要となる。他のＲ用およびＢ用
の画素に対応して形成されるＲフィルタおよびＢフィル
タについても同様である。しかも、各色のフィルタは、
他の色の光の透過を吸収により遮断して色分離を行うよ
うになっていることから、光源からの光の利用効率が悪
く、液晶パネル全体としての光透過率が低い。したがっ
て、このようなＣＦ付単板方式では、冷却の点で不利で
あると同時に、高輝度化が困難である。
方式の液晶パネルには、色純度のよい画像が得られると
いう利点があるが、その一方、カラーフィルタによる光
吸収が多く、耐光性が低いという問題点がある。例え
ば、Ｇ用の画素に対応して形成されるＧ色光選択用フィ
ルタにおいては、Ｒ色光およびＢ色光を吸収することに
より温度が上昇し、フィルタ特性が著しく劣化する。こ
のため、十分な冷却が必要となる。他のＲ用およびＢ用
の画素に対応して形成されるＲフィルタおよびＢフィル
タについても同様である。しかも、各色のフィルタは、
他の色の光の透過を吸収により遮断して色分離を行うよ
うになっていることから、光源からの光の利用効率が悪
く、液晶パネル全体としての光透過率が低い。したがっ
て、このようなＣＦ付単板方式では、冷却の点で不利で
あると同時に、高輝度化が困難である。
【０００４】これらの問題を解決すべく、例えば特開平
４−６０５３８号公報あるいは「ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬ
ＡＹ ’９５，ｐ８８７」には、３個の画素ごとに１個
の集光用マイクロレンズを対向配置し、このマイクロレ
ンズの各々にそれぞれ異なる方向からＢ，Ｒ，Ｇの３色
を入射させて集光し、その出射光をＢ，Ｒ，Ｇの３色に
対応した画素にそれぞれ入射させるようにした単板方式
のカラー液晶表示装置が開示されている。この種の投射
型液晶表示装置は、カラーフィルタの代わりにマイクロ
レンズアレイを備えた単一の液晶パネルを用いて構成さ
れるので、以下、この種の装置を単板ＣＦレスマイクロ
レンズ方式の投射型液晶表示装置と称する。このような
単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表示装置
では、入射光のうちのかなりの部分を吸収することにな
るカラーフィルタを用いないので、耐光性に優れると共
に、液晶パネル全体としての光利用効率が高く、さら
に、マイクロレンズの存在により、画素と画素との間の
領域（ブラックマトリクス部分）に入射した光をも有効
に利用することができて実質的な開口率が高くなるの
で、この点でも光利用効率が改善される。このため、表
示画像の高輝度化が可能となる。
４−６０５３８号公報あるいは「ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬ
ＡＹ ’９５，ｐ８８７」には、３個の画素ごとに１個
の集光用マイクロレンズを対向配置し、このマイクロレ
ンズの各々にそれぞれ異なる方向からＢ，Ｒ，Ｇの３色
を入射させて集光し、その出射光をＢ，Ｒ，Ｇの３色に
対応した画素にそれぞれ入射させるようにした単板方式
のカラー液晶表示装置が開示されている。この種の投射
型液晶表示装置は、カラーフィルタの代わりにマイクロ
レンズアレイを備えた単一の液晶パネルを用いて構成さ
れるので、以下、この種の装置を単板ＣＦレスマイクロ
レンズ方式の投射型液晶表示装置と称する。このような
単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表示装置
では、入射光のうちのかなりの部分を吸収することにな
るカラーフィルタを用いないので、耐光性に優れると共
に、液晶パネル全体としての光利用効率が高く、さら
に、マイクロレンズの存在により、画素と画素との間の
領域（ブラックマトリクス部分）に入射した光をも有効
に利用することができて実質的な開口率が高くなるの
で、この点でも光利用効率が改善される。このため、表
示画像の高輝度化が可能となる。
【０００５】図７は、従来の単板ＣＦレスマイクロレン
ズ方式の投射型液晶表示装置に用いられる液晶パネルの
概略の断面構造を拡大して表すものである。この液晶パ
ネルは、画素電極が多数形成された画素基板１８１と、
対向電極およびマイクロレンズが形成された対向基板１
８２と、画素基板１８１と対向基板１８２とによって挟
まれた液晶層１８３とを備えている。
ズ方式の投射型液晶表示装置に用いられる液晶パネルの
概略の断面構造を拡大して表すものである。この液晶パ
ネルは、画素電極が多数形成された画素基板１８１と、
対向電極およびマイクロレンズが形成された対向基板１
８２と、画素基板１８１と対向基板１８２とによって挟
まれた液晶層１８３とを備えている。
【０００６】画素基板１８１は、ガラス基板１８１１
と、ガラス基板１８１ａの片面側（光入射側）に規則的
に（周期的に）配置されたＢ色光，Ｒ色光，Ｇ色光用の
画素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇ等と、こ
れらの各画素電極に対して画像信号に応じた電圧を印加
するためのスイッチング素子として機能するＴＦＴ (Th
in Film Transistor, 薄膜トランジスタ）（図示せず）
等からなるブラックマトリクス部１８１３とを含んで構
成されている。ブラックマトリクス部１８１３は、図示
しないアルミニウム等の金属膜で遮光され、光照射によ
ってＴＦＴが誤動作することがないようになっている。
と、ガラス基板１８１ａの片面側（光入射側）に規則的
に（周期的に）配置されたＢ色光，Ｒ色光，Ｇ色光用の
画素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇ等と、こ
れらの各画素電極に対して画像信号に応じた電圧を印加
するためのスイッチング素子として機能するＴＦＴ (Th
in Film Transistor, 薄膜トランジスタ）（図示せず）
等からなるブラックマトリクス部１８１３とを含んで構
成されている。ブラックマトリクス部１８１３は、図示
しないアルミニウム等の金属膜で遮光され、光照射によ
ってＴＦＴが誤動作することがないようになっている。
【０００７】一方、対向基板１８２は、ガラス基板１８
２１と、ガラス基板１８２１の一面側（光出射側）に形
成された集光用のマイクロレンズ１８２２からなるマイ
クロレンズアレイと、マイクロレンズ１８２２に密着し
て配置されたカバーガラス１１８２３と、カバーガラス
１８２３上に形成された対向電極１８２４とを備えてい
る。マイクロレンズ１８２２は、画素基板１８１の３つ
の画素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇの組に
対して１個ずつ形成配置されている。対向電極１８２４
は、カバーガラス１８２３の全面あるいは必要な領域
（すなわち、少なくとも画素基板１８１の画素電極１８
１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇと対向する領域）に形
成された透明電極であり、一定の電位に固定されてい
る。
２１と、ガラス基板１８２１の一面側（光出射側）に形
成された集光用のマイクロレンズ１８２２からなるマイ
クロレンズアレイと、マイクロレンズ１８２２に密着し
て配置されたカバーガラス１１８２３と、カバーガラス
１８２３上に形成された対向電極１８２４とを備えてい
る。マイクロレンズ１８２２は、画素基板１８１の３つ
の画素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇの組に
対して１個ずつ形成配置されている。対向電極１８２４
は、カバーガラス１８２３の全面あるいは必要な領域
（すなわち、少なくとも画素基板１８１の画素電極１８
１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇと対向する領域）に形
成された透明電極であり、一定の電位に固定されてい
る。
【０００８】次に、図７に示したＣＦレスマイクロレン
ズ方式の液晶パネルの一般的な作用を簡単に説明する。
マイクロレンズ１８２２は、図示しないダイクロイック
ミラーで色分離されて異なる３方向から入射するＢ，
Ｒ，Ｇの光束をそれぞれ集光し、液晶層１８３を経て画
素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇにそれぞれ
入射させる。画素基板１８１の各画素電極に印加される
各色ごとのカラー画像信号に応じて、各画素に対応した
領域の液晶層の液晶分子配向が変化し、それぞれの領域
の液晶層に入射されるＢ，Ｒ，Ｇの３色光がそれぞれ選
択的に空間変調を受ける。この液晶パネルで変調を受け
た各色光は図示しない投影レンズによってスクリーン
（図示せず）上に結像し、色合成される。これにより、
スクリーン上にカラー画像が投影表示される。
ズ方式の液晶パネルの一般的な作用を簡単に説明する。
マイクロレンズ１８２２は、図示しないダイクロイック
ミラーで色分離されて異なる３方向から入射するＢ，
Ｒ，Ｇの光束をそれぞれ集光し、液晶層１８３を経て画
素電極１８１２Ｂ，１８１２Ｒ，１８１２Ｇにそれぞれ
入射させる。画素基板１８１の各画素電極に印加される
各色ごとのカラー画像信号に応じて、各画素に対応した
領域の液晶層の液晶分子配向が変化し、それぞれの領域
の液晶層に入射されるＢ，Ｒ，Ｇの３色光がそれぞれ選
択的に空間変調を受ける。この液晶パネルで変調を受け
た各色光は図示しない投影レンズによってスクリーン
（図示せず）上に結像し、色合成される。これにより、
スクリーン上にカラー画像が投影表示される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶プロジ
ェクション方式のデータプロジェクタやリアプロジェク
タＴＶは既に実用化されているが、今後は、マルチメデ
ィアの進展に伴い、コンピュータの画面表示とＡＶ（オ
ーディオ・ビデオ）表示とをハイビジョンテレビのよう
な高精細で混在表示できるタイプの装置が求められるこ
とが予想される。この場合、液晶表示素子を含む光学シ
ステムには従来に比較してさらなる高精細化、高画質
化、および高輝度化等が要求され、このため、各画素面
積を縮小する必要がある。
ェクション方式のデータプロジェクタやリアプロジェク
タＴＶは既に実用化されているが、今後は、マルチメデ
ィアの進展に伴い、コンピュータの画面表示とＡＶ（オ
ーディオ・ビデオ）表示とをハイビジョンテレビのよう
な高精細で混在表示できるタイプの装置が求められるこ
とが予想される。この場合、液晶表示素子を含む光学シ
ステムには従来に比較してさらなる高精細化、高画質
化、および高輝度化等が要求され、このため、各画素面
積を縮小する必要がある。
【００１０】このように画素面積が縮小していくと、こ
れに対応して、マイクロレンズによる集光径を小さくす
る必要が生ずる。この場合、前段のプロジェクション光
学系からマイクロレンズに入射する各色光束は、それぞ
れ、完全なテレセントリック光束になっていることが理
想であるが、実際の各色入射光束には主光線から僅かに
角度のずれた光線も含まれているため、本来、ある画素
にのみ入射すべき色光が、隣接画素との境界部のブラッ
クマトリクス部にも照射し、集光効率が低下する。この
場合には、結果として表示画像の輝度低下を招くことと
なり、マイクロレンズの効果が減少することとなる。さ
らに、上記の主光線からのずれ角（以下、この角度を入
射発散角という。）が大きい場合には、本来、ある色用
の画素（例えばＧ用画素）にのみ入射すべき色光が隣接
する他の色用の画素（例えばＲ用画素）にも洩れ入るこ
ともあり、いわゆる混色とよばれる現象が生じて色純度
が劣化する。したがって、入射発散角の大きさは表示画
像の輝度低下や混色に敏感に影響する。
れに対応して、マイクロレンズによる集光径を小さくす
る必要が生ずる。この場合、前段のプロジェクション光
学系からマイクロレンズに入射する各色光束は、それぞ
れ、完全なテレセントリック光束になっていることが理
想であるが、実際の各色入射光束には主光線から僅かに
角度のずれた光線も含まれているため、本来、ある画素
にのみ入射すべき色光が、隣接画素との境界部のブラッ
クマトリクス部にも照射し、集光効率が低下する。この
場合には、結果として表示画像の輝度低下を招くことと
なり、マイクロレンズの効果が減少することとなる。さ
らに、上記の主光線からのずれ角（以下、この角度を入
射発散角という。）が大きい場合には、本来、ある色用
の画素（例えばＧ用画素）にのみ入射すべき色光が隣接
する他の色用の画素（例えばＲ用画素）にも洩れ入るこ
ともあり、いわゆる混色とよばれる現象が生じて色純度
が劣化する。したがって、入射発散角の大きさは表示画
像の輝度低下や混色に敏感に影響する。
【００１１】図８は、混色による色純度の劣化の様子を
ＣＩＥ(Commission Internationalede l'Eclairage ＝
国際照明委員会）によるＸＹＺ表色系のｘ−ｙ色度図を
用いて表すものである。この図で、○印で示した各座標
点は混色がない状態におけるＢ，Ｒ，Ｇの各色光を示
し、□印で示した各座標点は各色光に他の色光がそれぞ
れ１％ずつ混色している場合を示し、△印で示した各座
標点は各色光に他の色光がそれぞれ２％ずつ混色してい
る場合を示す。この図に示したように、混色が僅か１〜
２％程度ずつであっても各色光の色純度が低下してお
り、特にＲ色光においては、その劣化の程度が著しいこ
とが判る。
ＣＩＥ(Commission Internationalede l'Eclairage ＝
国際照明委員会）によるＸＹＺ表色系のｘ−ｙ色度図を
用いて表すものである。この図で、○印で示した各座標
点は混色がない状態におけるＢ，Ｒ，Ｇの各色光を示
し、□印で示した各座標点は各色光に他の色光がそれぞ
れ１％ずつ混色している場合を示し、△印で示した各座
標点は各色光に他の色光がそれぞれ２％ずつ混色してい
る場合を示す。この図に示したように、混色が僅か１〜
２％程度ずつであっても各色光の色純度が低下してお
り、特にＲ色光においては、その劣化の程度が著しいこ
とが判る。
【００１２】このように、従来の単板ＣＦレスマイクロ
レンズ方式の投射型液晶表示装置では、液晶パネルを照
射する光の入射発散角が大きいと、混色が生じて表示画
像の色純度が低下し、画品位を著しく損なうおそれがあ
るので、液晶パネルに入射する光の入射発散角を十分小
さくする必要がある。一方、入射発散角を小さくするた
めには、光源から液晶パネルに到る投射光学系に設けた
開口絞りの大きさを十分小さくする必要があるため、必
然的に液晶パネルに到達する光量が絞られてしまい、十
分な画像輝度を得るのが困難になる。すなわち、この種
の投射型液晶表示装置では、色純度の向上と輝度の向上
とはトレードオフの関係にあり、両者を同時に実現する
ことは困難であった。
レンズ方式の投射型液晶表示装置では、液晶パネルを照
射する光の入射発散角が大きいと、混色が生じて表示画
像の色純度が低下し、画品位を著しく損なうおそれがあ
るので、液晶パネルに入射する光の入射発散角を十分小
さくする必要がある。一方、入射発散角を小さくするた
めには、光源から液晶パネルに到る投射光学系に設けた
開口絞りの大きさを十分小さくする必要があるため、必
然的に液晶パネルに到達する光量が絞られてしまい、十
分な画像輝度を得るのが困難になる。すなわち、この種
の投射型液晶表示装置では、色純度の向上と輝度の向上
とはトレードオフの関係にあり、両者を同時に実現する
ことは困難であった。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、色純度の低下防止と画像輝度の向上
とを可能とする液晶変調素子および投射型液晶表示装置
を提供することにある。
ので、その目的は、色純度の低下防止と画像輝度の向上
とを可能とする液晶変調素子および投射型液晶表示装置
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶変調素子
は、液晶材料を含む液晶層と、複数の基本色の各々に対
応して配列されると共に液晶層を通る光を選択的に変調
する画素と、複数の画素ごとに共通に配設されると共に
互いに異なる角度で入射してきた基本色の各色光をそれ
ぞれ集光し対応する色の画素に入射させる集光手段と、
画素の光入射側に形成されると共に隣接する画素に入射
すべき色光のうちの洩れ込んでくる光を遮断する洩込光
遮断フィルタとを備えている。
は、液晶材料を含む液晶層と、複数の基本色の各々に対
応して配列されると共に液晶層を通る光を選択的に変調
する画素と、複数の画素ごとに共通に配設されると共に
互いに異なる角度で入射してきた基本色の各色光をそれ
ぞれ集光し対応する色の画素に入射させる集光手段と、
画素の光入射側に形成されると共に隣接する画素に入射
すべき色光のうちの洩れ込んでくる光を遮断する洩込光
遮断フィルタとを備えている。
【００１５】本発明の投射型液晶表示装置は、入射され
た光を複数の基本色の色光に色分解すると共に色分解し
た各色光を互いに異なる角度で出射する色分解手段と、
液晶材料を含む液晶層と、複数の基本色の各々に対応し
て配列されると共に液晶層を通る光を選択的に変調する
画素と、複数の画素ごとに共通に配設されると共に色分
解手段から互いに異なる角度で入射してきた基本色の各
色光をそれぞれ集光し対応する色の画素に入射させる集
光手段、および画素の光入射側に形成されると共に隣接
する画素に入射すべき色光のうちの洩れ込んでくる光を
遮断する洩込光遮断フィルタを含んで構成された単一の
液晶変調素子と、この液晶変調素子を出射した各色光を
合成して結像させる合成結像手段とを備えている。
た光を複数の基本色の色光に色分解すると共に色分解し
た各色光を互いに異なる角度で出射する色分解手段と、
液晶材料を含む液晶層と、複数の基本色の各々に対応し
て配列されると共に液晶層を通る光を選択的に変調する
画素と、複数の画素ごとに共通に配設されると共に色分
解手段から互いに異なる角度で入射してきた基本色の各
色光をそれぞれ集光し対応する色の画素に入射させる集
光手段、および画素の光入射側に形成されると共に隣接
する画素に入射すべき色光のうちの洩れ込んでくる光を
遮断する洩込光遮断フィルタを含んで構成された単一の
液晶変調素子と、この液晶変調素子を出射した各色光を
合成して結像させる合成結像手段とを備えている。
【００１６】本発明の液晶変調素子または投射型液晶表
示装置では、異なる角度で入射してきた基本色の各色光
は集光手段によりそれぞれ集光されて、対応する色の画
素に入射する。このとき、本来、隣接する画素に入射す
べき色光のうち当画素上に洩れ込んでくる光は、各画素
の光入射側に形成された洩込光遮断フィルタによって遮
断され、混色の発生が抑制される。
示装置では、異なる角度で入射してきた基本色の各色光
は集光手段によりそれぞれ集光されて、対応する色の画
素に入射する。このとき、本来、隣接する画素に入射す
べき色光のうち当画素上に洩れ込んでくる光は、各画素
の光入射側に形成された洩込光遮断フィルタによって遮
断され、混色の発生が抑制される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】［第１の実施の形態］図１は、本発明の一
実施の形態に係る投射型液晶表示装置の光学系の概略構
成を表すもので、装置を真上から見下ろした状態を示し
ている。なお、この図では、煩雑さを避けるために、主
たる光線の経路のみを描き、他を省略している。この装
置は、単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表
示装置として構成されたものであり、白色光を放射する
光源１１と、光源１１から放射された白色光のうち紫外
および赤外領域の光を除去するＵＶ／ＩＲカットフィル
タ１２と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２を通過した光
束の断面内強度分布を均一化するためのグラスロッドイ
ンテグレータ１３と、グラスロッドインテグレータ１３
から出射された光束を集光するリレーレンズ１４と、リ
レーレンズ１４から入射される光束をほぼ平行光束に変
換するコリメータレンズ１５とを備えている。
実施の形態に係る投射型液晶表示装置の光学系の概略構
成を表すもので、装置を真上から見下ろした状態を示し
ている。なお、この図では、煩雑さを避けるために、主
たる光線の経路のみを描き、他を省略している。この装
置は、単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表
示装置として構成されたものであり、白色光を放射する
光源１１と、光源１１から放射された白色光のうち紫外
および赤外領域の光を除去するＵＶ／ＩＲカットフィル
タ１２と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２を通過した光
束の断面内強度分布を均一化するためのグラスロッドイ
ンテグレータ１３と、グラスロッドインテグレータ１３
から出射された光束を集光するリレーレンズ１４と、リ
レーレンズ１４から入射される光束をほぼ平行光束に変
換するコリメータレンズ１５とを備えている。
【００１９】この投射型液晶表示装置はさらに、コリメ
ータレンズ１５の後方の光路上に順次設けられ、コリメ
ータレンズ１５から出射された白色光束をＢ，Ｒ，Ｇの
各色光に色分解すると共にこれらの各色光を互いに異な
る角度で反射するダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｒ，１６Ｇと、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解されたＢ，Ｒ，Ｇの各色光のうち所定の
偏光方向の直線偏光成分のみを通過させる入射側偏光板
１７と、この入射側偏光板１７を通過した各色光をカラ
ー画像信号に応じて変調する液晶パネル１８と、液晶パ
ネル１８からの出射光を集光してスクリーン２０上に投
影して色合成する投影レンズ１９とを備えている。な
お、液晶パネル１８の背面側には出射側偏光板が配置さ
れているが、ここでは図示を省略している。ここで、液
晶パネル１８が本発明における「液晶変調素子」に対応
し、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇが本
発明における「色分解手段」に対応し、投影レンズ１９
が本発明における「合成結像手段」に対応する。
ータレンズ１５の後方の光路上に順次設けられ、コリメ
ータレンズ１５から出射された白色光束をＢ，Ｒ，Ｇの
各色光に色分解すると共にこれらの各色光を互いに異な
る角度で反射するダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｒ，１６Ｇと、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解されたＢ，Ｒ，Ｇの各色光のうち所定の
偏光方向の直線偏光成分のみを通過させる入射側偏光板
１７と、この入射側偏光板１７を通過した各色光をカラ
ー画像信号に応じて変調する液晶パネル１８と、液晶パ
ネル１８からの出射光を集光してスクリーン２０上に投
影して色合成する投影レンズ１９とを備えている。な
お、液晶パネル１８の背面側には出射側偏光板が配置さ
れているが、ここでは図示を省略している。ここで、液
晶パネル１８が本発明における「液晶変調素子」に対応
し、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇが本
発明における「色分解手段」に対応し、投影レンズ１９
が本発明における「合成結像手段」に対応する。
【００２０】光源１１は、発光体１１ａと、回転対称な
凹面鏡１１ｂとを含んで構成される。発光体１１ａとし
ては、例えばメタルハライド系のランプが用いられる。
凹面鏡１１ｂとしてはできるだけ集光効率のよい形状の
ものがよく、例えば回転楕円面鏡が用いられる。グラス
ロッドインテグレータ１３は、角柱状のガラス材で構成
され、一端面から入射した光束を内面で多数回反射させ
て光束断面内での強度分布を均一化させ、他端面から出
射する。これにより、液晶パネル１８における面内照度
分布が均一化するようになっている。但し、このような
グラスロッドインテグレータ１３に代えて、一対のマル
チレンズアレイ（フライアイレンズ）を用いてインテグ
レータを構成することも可能である。
凹面鏡１１ｂとを含んで構成される。発光体１１ａとし
ては、例えばメタルハライド系のランプが用いられる。
凹面鏡１１ｂとしてはできるだけ集光効率のよい形状の
ものがよく、例えば回転楕円面鏡が用いられる。グラス
ロッドインテグレータ１３は、角柱状のガラス材で構成
され、一端面から入射した光束を内面で多数回反射させ
て光束断面内での強度分布を均一化させ、他端面から出
射する。これにより、液晶パネル１８における面内照度
分布が均一化するようになっている。但し、このような
グラスロッドインテグレータ１３に代えて、一対のマル
チレンズアレイ（フライアイレンズ）を用いてインテグ
レータを構成することも可能である。
【００２１】ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１
６Ｇは互いに微小角をなすように配置されており、コリ
メータレンズ１５から出射して光軸１０とほぼ平行にな
った光束を約９０°の角度で選択的に反射してＢ，Ｒ，
Ｇの３色光に色分解し、それぞれを液晶パネル１８に異
なる角度で入射させる機能を有している。図示の例で
は、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、
Ｒ光が液晶パネル１８に垂直に入射し、Ｂ光およびＧ光
がＲ光に対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の角度をも
って液晶パネル１８に入射するように配置されている。
但し、液晶パネル１８に垂直入射する光がＢ光（または
Ｇ光）であり、垂直方向に対してそれぞれ〔＋θ〕，
〔−θ〕の角度で入射する光がＲ光，Ｇ光（またはＲ
光，Ｂ光）であるように配置してもよい。
６Ｇは互いに微小角をなすように配置されており、コリ
メータレンズ１５から出射して光軸１０とほぼ平行にな
った光束を約９０°の角度で選択的に反射してＢ，Ｒ，
Ｇの３色光に色分解し、それぞれを液晶パネル１８に異
なる角度で入射させる機能を有している。図示の例で
は、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、
Ｒ光が液晶パネル１８に垂直に入射し、Ｂ光およびＧ光
がＲ光に対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の角度をも
って液晶パネル１８に入射するように配置されている。
但し、液晶パネル１８に垂直入射する光がＢ光（または
Ｇ光）であり、垂直方向に対してそれぞれ〔＋θ〕，
〔−θ〕の角度で入射する光がＲ光，Ｇ光（またはＲ
光，Ｂ光）であるように配置してもよい。
【００２２】液晶パネル１８は、基本的にはＣＦレスマ
イクロレンズ方式の液晶パネルであり、本図ではいずれ
も図示しないが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応して規則的に
２次元配置された画素電極と、液晶層を挟んでＲ，Ｇ，
Ｂ用の３個の画素電極ごとに１つずつ対向配置された集
光用のマイクロレンズとを含んで構成される。ここで、
集光用のマイクロレンズは、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇで色分解されて互いに異なる角度で
入射してくるＢ，Ｒ，Ｇの３色光をそれぞれ集光して
Ｂ，Ｒ，Ｇの３色に対応した画素にそれぞれ入射させる
ためのものである。液晶パネル１８については後に詳述
する。
イクロレンズ方式の液晶パネルであり、本図ではいずれ
も図示しないが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応して規則的に
２次元配置された画素電極と、液晶層を挟んでＲ，Ｇ，
Ｂ用の３個の画素電極ごとに１つずつ対向配置された集
光用のマイクロレンズとを含んで構成される。ここで、
集光用のマイクロレンズは、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇで色分解されて互いに異なる角度で
入射してくるＢ，Ｒ，Ｇの３色光をそれぞれ集光して
Ｂ，Ｒ，Ｇの３色に対応した画素にそれぞれ入射させる
ためのものである。液晶パネル１８については後に詳述
する。
【００２３】なお、図１に示した各光学素子について
は、紙面内で光軸１０と直交する方向を水平方向、紙面
と垂直な方向を垂直方向と呼び、以下の説明でもこれら
の定義に従うものとする。
は、紙面内で光軸１０と直交する方向を水平方向、紙面
と垂直な方向を垂直方向と呼び、以下の説明でもこれら
の定義に従うものとする。
【００２４】図２は図１における液晶パネル１８の水平
方向の断面構造を拡大して表すものである。この図に示
したように、液晶パネル１８は、画素電極等が多数形成
された画素基板８１と、対向電極およびマイクロレンズ
が形成された対向基板８２と、画素基板８１と対向基板
８２とによって挟まれた液晶材からなる液晶層８３とを
備えている。ここで、液晶層８３が本発明における「液
晶層」に対応する。
方向の断面構造を拡大して表すものである。この図に示
したように、液晶パネル１８は、画素電極等が多数形成
された画素基板８１と、対向電極およびマイクロレンズ
が形成された対向基板８２と、画素基板８１と対向基板
８２とによって挟まれた液晶材からなる液晶層８３とを
備えている。ここで、液晶層８３が本発明における「液
晶層」に対応する。
【００２５】画素基板８１は、ガラス基板８１１と、ガ
ラス基板８１１の片面側（光入射側）に規則的に（周期
的に）配置されたＢ色光，Ｒ色光およびＧ色光用の画素
電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ等と、これらの各画
素電極に対して画像信号に応じた電圧を印加するための
スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示せず）等
からなるブラックマトリクス部８１３とを含んで構成さ
れている。上記のＴＦＴは例えば多結晶シリコンからな
るゲート電極、ドレイン電極およびソース電極（いずれ
も図示せず）を有している。このうち、ゲート電極は、
図の紙面内で左右に走るアドレス配線（図示せず）に接
続され、ソース電極は図の紙面と垂直な方向に走るＢ，
Ｒ，Ｇ用の各データ配線（図示せず）に接続され、ドレ
イン電極は各画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇに
接続されている。そして、アドレス配線とデータ配線と
の交差部分の画素電極にＢ，ＲまたはＧ色用の画像信号
電圧を印加することによって、その画素電極と後述する
対向電極８２４との間の領域の液晶層８３中の液晶分子
配向を変化させ、ここを通過する光の偏光方向をコント
ロールできるようになっている。ブラックマトリクス部
８１３は、図示しないアルミニウム等の金属膜で遮光さ
れ、光照射によるＴＦＴの誤動作を防止するようになっ
ている。ここで、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２
Ｇ等が本発明における「画素」に対応する。
ラス基板８１１の片面側（光入射側）に規則的に（周期
的に）配置されたＢ色光，Ｒ色光およびＧ色光用の画素
電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ等と、これらの各画
素電極に対して画像信号に応じた電圧を印加するための
スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示せず）等
からなるブラックマトリクス部８１３とを含んで構成さ
れている。上記のＴＦＴは例えば多結晶シリコンからな
るゲート電極、ドレイン電極およびソース電極（いずれ
も図示せず）を有している。このうち、ゲート電極は、
図の紙面内で左右に走るアドレス配線（図示せず）に接
続され、ソース電極は図の紙面と垂直な方向に走るＢ，
Ｒ，Ｇ用の各データ配線（図示せず）に接続され、ドレ
イン電極は各画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇに
接続されている。そして、アドレス配線とデータ配線と
の交差部分の画素電極にＢ，ＲまたはＧ色用の画像信号
電圧を印加することによって、その画素電極と後述する
対向電極８２４との間の領域の液晶層８３中の液晶分子
配向を変化させ、ここを通過する光の偏光方向をコント
ロールできるようになっている。ブラックマトリクス部
８１３は、図示しないアルミニウム等の金属膜で遮光さ
れ、光照射によるＴＦＴの誤動作を防止するようになっ
ている。ここで、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２
Ｇ等が本発明における「画素」に対応する。
【００２６】画素基板８１は、さらに、各画素電極８１
２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ等の上にそれぞれ対応するよ
うに形成されたトリミングフィルタ８１４Ｂ，８１４
Ｒ，８１４Ｇ等を備えている。ここで、トリミングフィ
ルタ８１４Ｂは、画素電極８１２Ｂに入射する色光のう
ちＢ色光のみを透過し、他の色光（Ｇ色光およびＲ色
光）を遮断するためのものであり、トリミングフィルタ
８１４Ｒは、画素電極８１２Ｒに入射する色光のうちＲ
色光のみを透過し、他の色光（Ｂ色光およびＧ色光）を
遮断するためのものであり、トリミングフィルタ８１４
Ｇは、画素電極８１２Ｇに入射する色光のうちＧ色光の
みを透過し、他の色光（Ｂ色光およびＲ色光）を遮断す
るためのものである。これらのトリミングフィルタ８１
４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇは、例えば、顔料分散タイプ
のアクリル樹脂等の染料を主成分として形成される。ト
リミングフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇは、表
面が平坦化された保護層８１５によって覆われている。
保護層８１５は、例えばアクリル樹脂等の絶縁材で構成
されている。さらに、保護層８１５の上には、図示しな
い配向膜が形成されている。ここで、トリミングフィル
タ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇ等が本発明における
「洩込光遮断フィルタ」に対応する。
２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ等の上にそれぞれ対応するよ
うに形成されたトリミングフィルタ８１４Ｂ，８１４
Ｒ，８１４Ｇ等を備えている。ここで、トリミングフィ
ルタ８１４Ｂは、画素電極８１２Ｂに入射する色光のう
ちＢ色光のみを透過し、他の色光（Ｇ色光およびＲ色
光）を遮断するためのものであり、トリミングフィルタ
８１４Ｒは、画素電極８１２Ｒに入射する色光のうちＲ
色光のみを透過し、他の色光（Ｂ色光およびＧ色光）を
遮断するためのものであり、トリミングフィルタ８１４
Ｇは、画素電極８１２Ｇに入射する色光のうちＧ色光の
みを透過し、他の色光（Ｂ色光およびＲ色光）を遮断す
るためのものである。これらのトリミングフィルタ８１
４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇは、例えば、顔料分散タイプ
のアクリル樹脂等の染料を主成分として形成される。ト
リミングフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇは、表
面が平坦化された保護層８１５によって覆われている。
保護層８１５は、例えばアクリル樹脂等の絶縁材で構成
されている。さらに、保護層８１５の上には、図示しな
い配向膜が形成されている。ここで、トリミングフィル
タ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇ等が本発明における
「洩込光遮断フィルタ」に対応する。
【００２７】一方、対向基板８２は、ガラス基板８２１
と、ガラス基板８２１の一面側（光出射側）に形成され
た集光用のマイクロレンズ８２２からなるマイクロレン
ズアレイと、マイクロレンズ８２２に密着して配置され
たカバーガラス８２３と、カバーガラス８２３上に形成
された対向電極８２４と、対向電極８２４上に形成され
た配向膜（図示せず）とを備えている。対向電極８２４
は、カバーガラス８２３の全面あるいは必要な領域（す
なわち、少なくとも画素基板８１の画素電極８１２Ｂ，
８１２Ｒ，８１２Ｇと対向する領域）に形成された透明
な共通電極であり、一定の電位に固定されている。マイ
クロレンズ８２２は、例えば基板をレンズ状にエッチン
グして透明樹脂を埋め込む方法や選択的イオン拡散法に
よる屈折率分布型レンズとして形成されるが、その他の
任意の方法で形成されたものであってもよい。また、マ
イクロレンズ８２２は、通常は図の紙面と垂直方向に軸
を有する蒲鉾型レンズとして形成されるが、そのほか、
一般の球面状またはそれに近い曲面のレンズであっても
よい。マイクロレンズ８２２は、例えば、いわゆるデル
タ（トライアングル）配列に従って配置されるが、その
他の配列（例えば、ストライプ配列やモザイク配列等）
により配列してもよい。ここで、マイクロレンズ８２２
が本発明における「集光手段」に対応する。
と、ガラス基板８２１の一面側（光出射側）に形成され
た集光用のマイクロレンズ８２２からなるマイクロレン
ズアレイと、マイクロレンズ８２２に密着して配置され
たカバーガラス８２３と、カバーガラス８２３上に形成
された対向電極８２４と、対向電極８２４上に形成され
た配向膜（図示せず）とを備えている。対向電極８２４
は、カバーガラス８２３の全面あるいは必要な領域（す
なわち、少なくとも画素基板８１の画素電極８１２Ｂ，
８１２Ｒ，８１２Ｇと対向する領域）に形成された透明
な共通電極であり、一定の電位に固定されている。マイ
クロレンズ８２２は、例えば基板をレンズ状にエッチン
グして透明樹脂を埋め込む方法や選択的イオン拡散法に
よる屈折率分布型レンズとして形成されるが、その他の
任意の方法で形成されたものであってもよい。また、マ
イクロレンズ８２２は、通常は図の紙面と垂直方向に軸
を有する蒲鉾型レンズとして形成されるが、そのほか、
一般の球面状またはそれに近い曲面のレンズであっても
よい。マイクロレンズ８２２は、例えば、いわゆるデル
タ（トライアングル）配列に従って配置されるが、その
他の配列（例えば、ストライプ配列やモザイク配列等）
により配列してもよい。ここで、マイクロレンズ８２２
が本発明における「集光手段」に対応する。
【００２８】次に、図１および図３を参照して、このよ
うな構成の投射型液晶表示装置の動作および作用を説明
する。ここで、図３は図１に示した液晶パネル１８にＲ
色光，Ｂ色光およびＧ色光の各色光が入射した場合の光
路を表すもので、Ｒ色光を実線で表し、Ｂ色光を一点鎖
線で表し、Ｇ色光を破線で表している。
うな構成の投射型液晶表示装置の動作および作用を説明
する。ここで、図３は図１に示した液晶パネル１８にＲ
色光，Ｂ色光およびＧ色光の各色光が入射した場合の光
路を表すもので、Ｒ色光を実線で表し、Ｂ色光を一点鎖
線で表し、Ｇ色光を破線で表している。
【００２９】まず、図１の光学系を参照して、投射型液
晶表示装置全体の動作を説明する。図１に示したよう
に、光源１１から出た白色光は、ＵＶ／ＩＲカットフィ
ルタ１２によって紫外および赤外域の光を除去されて一
旦収束したのちグラスロッドインテグレータ１３に入射
する。グラスロッドインテグレータ１３に入射した光
は、その内面で多数回反射することでその光束断面内の
強度分布がほぼ均一化されてリレーレンズ１４に入射す
る。リレーレンズ１４によって一旦収束されたのち発散
した光束はコリメータレンズ１３に入射し、ここでほぼ
テレセントリックな光束に変換されて出射される。
晶表示装置全体の動作を説明する。図１に示したよう
に、光源１１から出た白色光は、ＵＶ／ＩＲカットフィ
ルタ１２によって紫外および赤外域の光を除去されて一
旦収束したのちグラスロッドインテグレータ１３に入射
する。グラスロッドインテグレータ１３に入射した光
は、その内面で多数回反射することでその光束断面内の
強度分布がほぼ均一化されてリレーレンズ１４に入射す
る。リレーレンズ１４によって一旦収束されたのち発散
した光束はコリメータレンズ１３に入射し、ここでほぼ
テレセントリックな光束に変換されて出射される。
【００３０】コリメータレンズ１５によってほぼテレセ
ントリックとなった光束は、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇに入射する。ダイクロイックミラー
１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、入射光束をＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解すると共に、各色光を互いに異なる角度方
向に反射する。ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解され反射された各色光は入射側偏光板１
７に入射する。この入射側偏光板１７は、入射した各色
光について、所定の偏光方向の直線偏光成分のみを透過
させる。入射側偏光板１７を透過し完全な直線偏光とな
った各色光は、液晶パネル１８にそれぞれ異なる方向か
ら入射する。液晶パネル１８は、Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光を
カラー画像信号に応じて変調して出射する。
ントリックとなった光束は、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇに入射する。ダイクロイックミラー
１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、入射光束をＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解すると共に、各色光を互いに異なる角度方
向に反射する。ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解され反射された各色光は入射側偏光板１
７に入射する。この入射側偏光板１７は、入射した各色
光について、所定の偏光方向の直線偏光成分のみを透過
させる。入射側偏光板１７を透過し完全な直線偏光とな
った各色光は、液晶パネル１８にそれぞれ異なる方向か
ら入射する。液晶パネル１８は、Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光を
カラー画像信号に応じて変調して出射する。
【００３１】なお、入射側偏光板１７の直後に、偏光方
向を例えば４５度回転させるための位相差板を付加する
ようにしてもよい。この場合には、液晶パネル１８に入
射する光の偏光方向が、ダイクロイックミラー１６Ｂ，
１６Ｒ，１６Ｇで反射されて液晶パネル１８に入射する
Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光を含む面の方向（液晶パネル１８に
おける水平方向）に対してほぼ４５度の角度をなすよう
になり、画面の水平方向における色むらを低減すること
が可能である。
向を例えば４５度回転させるための位相差板を付加する
ようにしてもよい。この場合には、液晶パネル１８に入
射する光の偏光方向が、ダイクロイックミラー１６Ｂ，
１６Ｒ，１６Ｇで反射されて液晶パネル１８に入射する
Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光を含む面の方向（液晶パネル１８に
おける水平方向）に対してほぼ４５度の角度をなすよう
になり、画面の水平方向における色むらを低減すること
が可能である。
【００３２】次に、図３を参照して、マイクロレンズ８
２２のうちの１つのマイクロレンズＭＬに入射する光の
経路について説明する。Ｒ色光は対向基板８２のガラス
基板８２１に垂直に入射し、マイクロレンズＭＬの光軸
が通る画素電極８１２Ｒを通り、その下のガラス基板８
１１の深い位置に収束する。このとき、Ｒ色光の一部
は、ブラックマトリクス部８１３および隣接する画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｇ上の一部に入射する。また、Ｂ色
光はガラス基板８２１に入射角θで入射し、屈折角ψで
屈折したのち、これと同じ入射角ψでマイクロレンズＭ
Ｌに入射し、画素電極８１２Ｒと隣り合っている画素電
極のうちマイクロレンズＭＬの光軸と角ψをなす直線が
中心を通っている方の画素電極８１２Ｂを通り、ガラス
基板８１１の深い位置に収束する。このとき、Ｂ色光の
一部は、ブラックマトリクス部８１３および隣接する画
素電極８１２Ｒ，８１２Ｇ上の一部に入射する。同様
に、Ｇ色光はガラス基板８２１に入射角［−θ］で入射
し、屈折角［−ψ］で屈折したのち、これと同じ入射角
［−ψ］でマイクロレンズＭＬに入射し、画素電極８１
２Ｒと隣り合っている画素電極のうちマイクロレンズＭ
Ｌの光軸と角［−ψ］をなす直線が中心を通っている方
の画素電極８１２Ｇを通り、ガラス基板８１１の深い位
置に収束する。このとき、Ｇ色光の一部は、ブラックマ
トリクス部８１３および隣接する画素電極８１２Ｒ，８
１２Ｂ上の一部に入射する。そして、与えられた画素信
号に応じて画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇへの
印加電圧が変化し、これに応じて液晶層８３中を通過す
るＢ，Ｒ，Ｇの各色光の偏光状態が変調を受ける。
２２のうちの１つのマイクロレンズＭＬに入射する光の
経路について説明する。Ｒ色光は対向基板８２のガラス
基板８２１に垂直に入射し、マイクロレンズＭＬの光軸
が通る画素電極８１２Ｒを通り、その下のガラス基板８
１１の深い位置に収束する。このとき、Ｒ色光の一部
は、ブラックマトリクス部８１３および隣接する画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｇ上の一部に入射する。また、Ｂ色
光はガラス基板８２１に入射角θで入射し、屈折角ψで
屈折したのち、これと同じ入射角ψでマイクロレンズＭ
Ｌに入射し、画素電極８１２Ｒと隣り合っている画素電
極のうちマイクロレンズＭＬの光軸と角ψをなす直線が
中心を通っている方の画素電極８１２Ｂを通り、ガラス
基板８１１の深い位置に収束する。このとき、Ｂ色光の
一部は、ブラックマトリクス部８１３および隣接する画
素電極８１２Ｒ，８１２Ｇ上の一部に入射する。同様
に、Ｇ色光はガラス基板８２１に入射角［−θ］で入射
し、屈折角［−ψ］で屈折したのち、これと同じ入射角
［−ψ］でマイクロレンズＭＬに入射し、画素電極８１
２Ｒと隣り合っている画素電極のうちマイクロレンズＭ
Ｌの光軸と角［−ψ］をなす直線が中心を通っている方
の画素電極８１２Ｇを通り、ガラス基板８１１の深い位
置に収束する。このとき、Ｇ色光の一部は、ブラックマ
トリクス部８１３および隣接する画素電極８１２Ｒ，８
１２Ｂ上の一部に入射する。そして、与えられた画素信
号に応じて画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇへの
印加電圧が変化し、これに応じて液晶層８３中を通過す
るＢ，Ｒ，Ｇの各色光の偏光状態が変調を受ける。
【００３３】画素基板８１のガラス基板８１１の内部で
焦点を結んだＢ，Ｒ，Ｇの各色光は、再びそれぞれ拡が
りながらガラス基板８１１から出射し、図示しない出射
側偏光板を選択的に透過したのち、投影レンズ１９によ
って投射されてスクリーン２０上に到達し、色合成され
る。このようにして、スクリーン２０上にカラー画像が
投影表示される。
焦点を結んだＢ，Ｒ，Ｇの各色光は、再びそれぞれ拡が
りながらガラス基板８１１から出射し、図示しない出射
側偏光板を選択的に透過したのち、投影レンズ１９によ
って投射されてスクリーン２０上に到達し、色合成され
る。このようにして、スクリーン２０上にカラー画像が
投影表示される。
【００３４】ここで、例えば垂直入射するＲ色光に着目
すると、マイクロレンズ８２２の焦点位置を画素電極８
１２Ｒ上もしくはその近傍に設定してもよいが、図示の
ようにガラス基板８１１の内部の深い所に設定するのが
より好適である。他の光（Ｂ色光およびＧ色光）につい
ても同様である。このように、マイクロレンズ８２２の
焦点位置をガラス基板８１１の深い位置に設定するよう
にしているのは、次のような理由からである。
すると、マイクロレンズ８２２の焦点位置を画素電極８
１２Ｒ上もしくはその近傍に設定してもよいが、図示の
ようにガラス基板８１１の内部の深い所に設定するのが
より好適である。他の光（Ｂ色光およびＧ色光）につい
ても同様である。このように、マイクロレンズ８２２の
焦点位置をガラス基板８１１の深い位置に設定するよう
にしているのは、次のような理由からである。
【００３５】すなわち、マイクロレンズ８２２の焦点距
離を短くして集光能力を上げるのは、それを構成する樹
脂材料の屈折率の制限等から容易ではなく、一方、マイ
クロレンズ８２２の集光能力が十分でない場合には、集
光スポットのサイズが大きくなり、隣接する画素電極に
光が洩れ込む割合が多い。この場合、マイクロレンズ８
２２の焦点距離に合わせて画素基板８１と対向基板８２
との間隔を大きくし、本来、集光スポット径が最小とな
るはずの焦点位置近傍に画素電極を配置する方法が考え
られる。ところが、Ｂ色光，Ｒ色光およびＧ色光の各色
光は、相互にある決まった角度差θを保ってマイクロレ
ンズ８２２に入射してくるので、図３に示したように、
マイクロレンズ８２２の長い焦点距離に応じて、各色光
の集光位置ＦＲ，ＦＢ，ＦＧの相互間隔もまた大きくな
る。したがって、この場合、隣接する画素電極への光洩
れ込みをできるだけ少なくするためには、画素電極の相
互間隔を相当大きくしなければならず、液晶パネル１８
が大型化してしまう。
離を短くして集光能力を上げるのは、それを構成する樹
脂材料の屈折率の制限等から容易ではなく、一方、マイ
クロレンズ８２２の集光能力が十分でない場合には、集
光スポットのサイズが大きくなり、隣接する画素電極に
光が洩れ込む割合が多い。この場合、マイクロレンズ８
２２の焦点距離に合わせて画素基板８１と対向基板８２
との間隔を大きくし、本来、集光スポット径が最小とな
るはずの焦点位置近傍に画素電極を配置する方法が考え
られる。ところが、Ｂ色光，Ｒ色光およびＧ色光の各色
光は、相互にある決まった角度差θを保ってマイクロレ
ンズ８２２に入射してくるので、図３に示したように、
マイクロレンズ８２２の長い焦点距離に応じて、各色光
の集光位置ＦＲ，ＦＢ，ＦＧの相互間隔もまた大きくな
る。したがって、この場合、隣接する画素電極への光洩
れ込みをできるだけ少なくするためには、画素電極の相
互間隔を相当大きくしなければならず、液晶パネル１８
が大型化してしまう。
【００３６】これに対して、マイクロレンズ８２２に入
射するＢ色光，Ｒ色光およびＧ色光の相互の入射角度差
θを小さく設定すれば、マイクロレンズ８２２の焦点距
離が大きくても集光位置ＦＲ，ＦＢ，ＦＧの相互間隔を
小さくすることができ、画素電極の相互間隔が大きくな
らずに済む。ところが、Ｂ色光，Ｒ色光およびＧ色光
は、それぞれが完全な平行光束であるわけではなく、投
射光学系における絞りサイズ（図１の例ではグラスロッ
ドインテグレータ１３の出射面の断面積）で定まるばら
つき角度（すなわち、入射発散角）を持った光を含んで
いるため、入射角度差θを小さく設定すると、Ｂ色光，
Ｒ色光およびＧ色光の相互間分離が不完全となる。この
場合は隣接画素電極への光洩れ込み量が却って増加し、
色純度を確保できない。
射するＢ色光，Ｒ色光およびＧ色光の相互の入射角度差
θを小さく設定すれば、マイクロレンズ８２２の焦点距
離が大きくても集光位置ＦＲ，ＦＢ，ＦＧの相互間隔を
小さくすることができ、画素電極の相互間隔が大きくな
らずに済む。ところが、Ｂ色光，Ｒ色光およびＧ色光
は、それぞれが完全な平行光束であるわけではなく、投
射光学系における絞りサイズ（図１の例ではグラスロッ
ドインテグレータ１３の出射面の断面積）で定まるばら
つき角度（すなわち、入射発散角）を持った光を含んで
いるため、入射角度差θを小さく設定すると、Ｂ色光，
Ｒ色光およびＧ色光の相互間分離が不完全となる。この
場合は隣接画素電極への光洩れ込み量が却って増加し、
色純度を確保できない。
【００３７】このような事情から、液晶パネル１８の小
型化・高精細化の要求が高くなればなるほど画素電極と
マイクロレンズ８２２との距離を近づける必要がある。
そこで、画素基板８１と対向基板８２との距離をマイク
ロレンズ８２２の焦点距離よりも小さく設定し、マイク
ロレンズ８２２の焦点位置が画素基板８１のガラス基板
８１１の内部の深い位置にくるようにしているのであ
る。
型化・高精細化の要求が高くなればなるほど画素電極と
マイクロレンズ８２２との距離を近づける必要がある。
そこで、画素基板８１と対向基板８２との距離をマイク
ロレンズ８２２の焦点距離よりも小さく設定し、マイク
ロレンズ８２２の焦点位置が画素基板８１のガラス基板
８１１の内部の深い位置にくるようにしているのであ
る。
【００３８】次に、この投射型液晶表示装置において特
徴的な作用を説明する。
徴的な作用を説明する。
【００３９】上記したように、垂直入射したＲ色光の大
部分は画素電極８１２Ｒに入射してこれを透過するが、
Ｒ色光の一部は、ブラックマトリクス部８１３および隣
接する画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上の一部領域に入射
する。ところが、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上には、
それぞれに対応してトリミングフィルタ８１４Ｂ，８１
４Ｇが設けられているので、これらの各フィルタによっ
てＲ色光が吸収され、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇを透
過することが阻止される。このため、Ｂ色およびＧ色に
Ｒ色が混じり込むという混色の発生を防止することがで
きる。また、この場合、トリミングフィルタ８１４Ｂ，
８１４Ｇによって吸収されるＲ色光の光量は、入射した
Ｒ色光の１〜２％程度であるので、そこでの発熱はあま
り問題とならない。また、Ｒ色光の大部分は、画素電極
８１２Ｒ上に設けられたトリミングフィルタ８１４Ｒを
透過するが、その透過率をできる限り高く設定すること
は可能であるので、そこでの発熱も問題とはならない。
部分は画素電極８１２Ｒに入射してこれを透過するが、
Ｒ色光の一部は、ブラックマトリクス部８１３および隣
接する画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上の一部領域に入射
する。ところが、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上には、
それぞれに対応してトリミングフィルタ８１４Ｂ，８１
４Ｇが設けられているので、これらの各フィルタによっ
てＲ色光が吸収され、画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇを透
過することが阻止される。このため、Ｂ色およびＧ色に
Ｒ色が混じり込むという混色の発生を防止することがで
きる。また、この場合、トリミングフィルタ８１４Ｂ，
８１４Ｇによって吸収されるＲ色光の光量は、入射した
Ｒ色光の１〜２％程度であるので、そこでの発熱はあま
り問題とならない。また、Ｒ色光の大部分は、画素電極
８１２Ｒ上に設けられたトリミングフィルタ８１４Ｒを
透過するが、その透過率をできる限り高く設定すること
は可能であるので、そこでの発熱も問題とはならない。
【００４０】また、入射角θで入射したＢ色光の大部分
は画素電極８１２Ｂ上に入射するが、一部のＢ色光は、
ブラックマトリクス部８１３および隣接する画素電極８
１２Ｒ，８１２Ｇ上の一部に入射する。入射角［−θ］
で入射したＧ色光の大部分は画素電極８１２Ｇ上に入射
するが、一部のＧ色光は、ブラックマトリクス部８１３
および隣接する画素電極８１２Ｒ，８１２Ｂ上の一部に
入射する。これらの場合においても、各画素電極８１２
Ｂ，８１２Ｇ上に形成されたトリミングフィルタ８１４
Ｂ，８１４Ｇは、上記の場合と同様に作用して混色の発
生を防止し、光吸収による発熱の問題も生じない。
は画素電極８１２Ｂ上に入射するが、一部のＢ色光は、
ブラックマトリクス部８１３および隣接する画素電極８
１２Ｒ，８１２Ｇ上の一部に入射する。入射角［−θ］
で入射したＧ色光の大部分は画素電極８１２Ｇ上に入射
するが、一部のＧ色光は、ブラックマトリクス部８１３
および隣接する画素電極８１２Ｒ，８１２Ｂ上の一部に
入射する。これらの場合においても、各画素電極８１２
Ｂ，８１２Ｇ上に形成されたトリミングフィルタ８１４
Ｂ，８１４Ｇは、上記の場合と同様に作用して混色の発
生を防止し、光吸収による発熱の問題も生じない。
【００４１】図４はトリミングフィルタ８１４Ｒの分光
透過特性の一例を表すものである。この図で横軸は光の
波長を示し、縦軸は透過率を示す。また、実線ＴＦはト
リミングフィルタ８１４Ｒの分光透過曲線を示し、破線
ＣＦは従来の単板カラーフィルタ付き液晶パネルに用い
られるＲ色選択用のカラーフィルタの分光透過曲線を示
す。この図に示したように、トリミングフィルタ８１４
Ｒでは、従来の単板カラーフィルタ付き液晶パネルに用
いられるカラーフィルタに比べて、透過波長バンド幅が
広くてもよい。これは、次のような理由からである。
透過特性の一例を表すものである。この図で横軸は光の
波長を示し、縦軸は透過率を示す。また、実線ＴＦはト
リミングフィルタ８１４Ｒの分光透過曲線を示し、破線
ＣＦは従来の単板カラーフィルタ付き液晶パネルに用い
られるＲ色選択用のカラーフィルタの分光透過曲線を示
す。この図に示したように、トリミングフィルタ８１４
Ｒでは、従来の単板カラーフィルタ付き液晶パネルに用
いられるカラーフィルタに比べて、透過波長バンド幅が
広くてもよい。これは、次のような理由からである。
【００４２】すなわち、従来の単板カラーフィルタ付き
液晶パネルに用いられるカラーフィルタは多数の波長域
の光が混合した白色光から、ある特定波長の光（ここで
はＲ色光）を選択するためのものであり、このため、透
過バンド幅をできるだけ小さくする必要がある。この場
合、ピークの透過率を１００％に近づけるのは容易では
なく、図示のように、８０％程度にとどまるのが通常で
ある。これに対し、本実施の形態におけるトリミングフ
ィルタ８１４Ｒは、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｇ（図１）によって既に色分離され隣接する画素電極８
１２Ｂ，８１２Ｇに向かうＢ色光およびＧ色光のうち画
素電極８１２Ｒ上に僅かに洩れ込んでくる部分のみを遮
断するという役割を有しているに過ぎず、既にダイクロ
イックミラー１６Ｒによって色分離されて入射してくる
Ｒ色光については、これをただ透過させればよく、波長
選択性を鋭くする必要はないからである。但し、図４に
示したように、光利用効率をできるだけ高めるため、ト
リミングフィルタ８１４Ｒの透過率をできるだけ１００
％に近づけるのが好適である。
液晶パネルに用いられるカラーフィルタは多数の波長域
の光が混合した白色光から、ある特定波長の光（ここで
はＲ色光）を選択するためのものであり、このため、透
過バンド幅をできるだけ小さくする必要がある。この場
合、ピークの透過率を１００％に近づけるのは容易では
なく、図示のように、８０％程度にとどまるのが通常で
ある。これに対し、本実施の形態におけるトリミングフ
ィルタ８１４Ｒは、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｇ（図１）によって既に色分離され隣接する画素電極８
１２Ｂ，８１２Ｇに向かうＢ色光およびＧ色光のうち画
素電極８１２Ｒ上に僅かに洩れ込んでくる部分のみを遮
断するという役割を有しているに過ぎず、既にダイクロ
イックミラー１６Ｒによって色分離されて入射してくる
Ｒ色光については、これをただ透過させればよく、波長
選択性を鋭くする必要はないからである。但し、図４に
示したように、光利用効率をできるだけ高めるため、ト
リミングフィルタ８１４Ｒの透過率をできるだけ１００
％に近づけるのが好適である。
【００４３】同様の理由から、他のトリミングフィルタ
８１４Ｂ，８１４Ｇにおいても、従来の単板カラーフィ
ルタ付き液晶パネルに用いられるＢ，Ｇ用カラーフィル
タに比べて、透過波長バンド幅が広くてもよい。このた
め、バンド幅の小さいフィルタの場合に比べて製作が容
易である。
８１４Ｂ，８１４Ｇにおいても、従来の単板カラーフィ
ルタ付き液晶パネルに用いられるＢ，Ｇ用カラーフィル
タに比べて、透過波長バンド幅が広くてもよい。このた
め、バンド幅の小さいフィルタの場合に比べて製作が容
易である。
【００４４】以上のように、本実施の形態によれば、３
つの画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇごとに設け
たマイクロレンズ８２２により、互いに異なる角度で入
射してきたＢ，Ｒ，Ｇの各色光をそれぞれ集光して対応
する色の画素に入射させるようにすると共に、各画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ上にそれぞれトリミン
グフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇを設けて、隣
接する画素電極に入射すべき色光のうち自らの画素電極
上に洩れ込んでくる光を遮断するようにしたので、液晶
パネル１８に入射する各色光の入射発散角が大きくて
も、混色による色純度の低下を防止することができる。
ここで、入射発散角を大きくできるということは、投射
光学系における絞り量を緩和してもよいことを意味す
る。したがって、液晶パネル１８への入射光量をアップ
させても、混色による色純度の低下が生じにくいことに
なる。すなわち、色純度の低下を防止しつつ、スクリー
ン２０上の投影像輝度を高めることが可能となる。
つの画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇごとに設け
たマイクロレンズ８２２により、互いに異なる角度で入
射してきたＢ，Ｒ，Ｇの各色光をそれぞれ集光して対応
する色の画素に入射させるようにすると共に、各画素電
極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ上にそれぞれトリミン
グフィルタ８１４Ｂ，８１４Ｒ，８１４Ｇを設けて、隣
接する画素電極に入射すべき色光のうち自らの画素電極
上に洩れ込んでくる光を遮断するようにしたので、液晶
パネル１８に入射する各色光の入射発散角が大きくて
も、混色による色純度の低下を防止することができる。
ここで、入射発散角を大きくできるということは、投射
光学系における絞り量を緩和してもよいことを意味す
る。したがって、液晶パネル１８への入射光量をアップ
させても、混色による色純度の低下が生じにくいことに
なる。すなわち、色純度の低下を防止しつつ、スクリー
ン２０上の投影像輝度を高めることが可能となる。
【００４５】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００４６】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る
投射型液晶表示装置に用いられる液晶パネル１８′の水
平方向の断面構造を拡大して表すものである。なお、こ
の図において、上記第１の実施の形態（図２）で示した
要素と同一要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略
するものとする。
投射型液晶表示装置に用いられる液晶パネル１８′の水
平方向の断面構造を拡大して表すものである。なお、こ
の図において、上記第１の実施の形態（図２）で示した
要素と同一要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略
するものとする。
【００４７】本実施の形態は、上記第１の実施の形態の
ようにＢ，Ｒ，Ｇのすべての色用の画素電極上にトリミ
ングフィルタを設けるのではなく、光源１１（図１）が
放射する光の分光スペクトルのうち、混色による色度変
動が最も大きいスペクトル色に対応する画素電極上にの
みトリミングフィルタを設けるようにしたものである。
具体的には、例えば、上記したように光源１１としてメ
タルハライド系のランプを用いた場合には、その分光ス
ペクトル中に赤領域の輝線スペクトルが含まれておら
ず、Ｒ色光の強度がＢ色光やＧ色光に比べて弱いので、
特にＲ色用の画素電極８１２ＲにＢ色光およびＧ色光が
洩れ込むことによるＲ色の色純度劣化が著しくなる。そ
こで、本実施の形態では、そのような混色による色度変
動が最も大きいＲ色の色純度低下を重点的に抑制すべ
く、図５に示したように、Ｒ色用の画素電極８１２Ｒ上
にのみトリミングフィルタ８１４Ｒを設けるようにして
いる。その他の構成は上記実施の形態（図１および図
２）と同様である。
ようにＢ，Ｒ，Ｇのすべての色用の画素電極上にトリミ
ングフィルタを設けるのではなく、光源１１（図１）が
放射する光の分光スペクトルのうち、混色による色度変
動が最も大きいスペクトル色に対応する画素電極上にの
みトリミングフィルタを設けるようにしたものである。
具体的には、例えば、上記したように光源１１としてメ
タルハライド系のランプを用いた場合には、その分光ス
ペクトル中に赤領域の輝線スペクトルが含まれておら
ず、Ｒ色光の強度がＢ色光やＧ色光に比べて弱いので、
特にＲ色用の画素電極８１２ＲにＢ色光およびＧ色光が
洩れ込むことによるＲ色の色純度劣化が著しくなる。そ
こで、本実施の形態では、そのような混色による色度変
動が最も大きいＲ色の色純度低下を重点的に抑制すべ
く、図５に示したように、Ｒ色用の画素電極８１２Ｒ上
にのみトリミングフィルタ８１４Ｒを設けるようにして
いる。その他の構成は上記実施の形態（図１および図
２）と同様である。
【００４８】図６は図５に示した液晶パネルにＲ色光，
Ｂ色光およびＧ色光の各色光が入射した場合の光路を表
すものである。この図で、図３と同一要素には同一の符
号を付し、説明を省略する。また、この図においても図
３と同様にＲ色光を実線で表し、Ｂ色光を一点鎖線で表
し、Ｇ色光を破線で表す。
Ｂ色光およびＧ色光の各色光が入射した場合の光路を表
すものである。この図で、図３と同一要素には同一の符
号を付し、説明を省略する。また、この図においても図
３と同様にＲ色光を実線で表し、Ｂ色光を一点鎖線で表
し、Ｇ色光を破線で表す。
【００４９】この図に示したように、液晶パネル１８′
に垂直入射するＲ色光は、マイクロレンズ８２２（Ｍ
Ｌ）によって集光され、トリミングフィルタ８１４Ｒお
よび画素電極８１２Ｒを透過してガラス基板８１１の内
部に焦点を結ぶ。このとき、Ｒ色光の一部は、隣接する
画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇに入射してこれを透過する
が、元々Ｒ色光の強度はＢ色光およびＧ色光に比べて小
さいので、隣接画素へのＲ色光の洩れ込みがＢ色および
Ｇ色の色度変動に影響を与える度合いは小さく、Ｂ色お
よびＧ色の色純度の低下は小さい。一方、入射角度θで
入射するＢ色光は、マイクロレンズ８２２（ＭＬ）によ
って集光され、その大部分は画素電極８１２Ｂを透過し
てガラス基板８１１の内部に焦点を結ぶ。このとき、Ｂ
色光の一部は、隣接する画素電極８１２Ｒ上に洩れ込む
が、この画素電極８１２Ｒ上にはトリミングフィルタ８
１４Ｒが設けられているので、これによって吸収され
る。Ｇ色光についても同様であり、その一部が画素電極
８１２Ｒ上に洩れ込むが、画素電極８１２Ｒ上のトリミ
ングフィルタ８１４Ｒによって吸収される。したがっ
て、Ｒ色への他の二色の混色は厳しく制限され、Ｒ色の
色純度が保たれることとなる。
に垂直入射するＲ色光は、マイクロレンズ８２２（Ｍ
Ｌ）によって集光され、トリミングフィルタ８１４Ｒお
よび画素電極８１２Ｒを透過してガラス基板８１１の内
部に焦点を結ぶ。このとき、Ｒ色光の一部は、隣接する
画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇに入射してこれを透過する
が、元々Ｒ色光の強度はＢ色光およびＧ色光に比べて小
さいので、隣接画素へのＲ色光の洩れ込みがＢ色および
Ｇ色の色度変動に影響を与える度合いは小さく、Ｂ色お
よびＧ色の色純度の低下は小さい。一方、入射角度θで
入射するＢ色光は、マイクロレンズ８２２（ＭＬ）によ
って集光され、その大部分は画素電極８１２Ｂを透過し
てガラス基板８１１の内部に焦点を結ぶ。このとき、Ｂ
色光の一部は、隣接する画素電極８１２Ｒ上に洩れ込む
が、この画素電極８１２Ｒ上にはトリミングフィルタ８
１４Ｒが設けられているので、これによって吸収され
る。Ｇ色光についても同様であり、その一部が画素電極
８１２Ｒ上に洩れ込むが、画素電極８１２Ｒ上のトリミ
ングフィルタ８１４Ｒによって吸収される。したがっ
て、Ｒ色への他の二色の混色は厳しく制限され、Ｒ色の
色純度が保たれることとなる。
【００５０】このように、本実施の形態によれば、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３色のうち混色による色度変動が最も大きいＲ
色用の画素電極８１２Ｒの上にのみトリミングフィルタ
８１４Ｒを設けるようにしたので、上記第１の実施の形
態の場合に比べて、液晶パネルの製作工程を簡易化する
ことができる。また、本実施の形態では、Ｂ色およびＧ
色用の画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上にトリミングフィ
ルタ８１４Ｂ，８１４Ｇを設けないことから、それらの
トリミングフィルタの存在による光量損失がなくなる。
トリミングフィルタ８１４ＢによるＢ色光の透過率やト
リミングフィルタ８１４ＧによるＧ色光の透過率を如何
に高くしたとしても完全に１００％にすることは困難で
あり、それらのフィルタを設ける限りは僅かな吸収が生
ずるからである。したがって、上記第１の実施の形態の
場合に比べてＢ色光およびＧ色光の光利用効率が改善さ
れ、投影画像の輝度が向上する。
Ｇ，Ｂの３色のうち混色による色度変動が最も大きいＲ
色用の画素電極８１２Ｒの上にのみトリミングフィルタ
８１４Ｒを設けるようにしたので、上記第１の実施の形
態の場合に比べて、液晶パネルの製作工程を簡易化する
ことができる。また、本実施の形態では、Ｂ色およびＧ
色用の画素電極８１２Ｂ，８１２Ｇ上にトリミングフィ
ルタ８１４Ｂ，８１４Ｇを設けないことから、それらの
トリミングフィルタの存在による光量損失がなくなる。
トリミングフィルタ８１４ＢによるＢ色光の透過率やト
リミングフィルタ８１４ＧによるＧ色光の透過率を如何
に高くしたとしても完全に１００％にすることは困難で
あり、それらのフィルタを設ける限りは僅かな吸収が生
ずるからである。したがって、上記第１の実施の形態の
場合に比べてＢ色光およびＧ色光の光利用効率が改善さ
れ、投影画像の輝度が向上する。
【００５１】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れず、種々の変形が可能である。例えば、上記第２の実
施の形態では、光源としてメタルハライド系のランプを
用いる場合の例として、Ｒ色用の画素電極８１２Ｒの上
にのみ、対応するトリミングフィルタ８１４Ｒを設ける
ようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば他の種類の光源を用いる場合には、その光源の分
光スペクトルに合わせて、他の色用の画素電極（画素電
極８１２Ｂまたは８１２Ｇ）の上にのみ、対応するトリ
ミングフィルタ（８１４Ｂまたは８１４Ｇ）を設けるよ
うにしてもよい。さらに、光源の分光スペクトル特性に
応じて３種類の画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ
のうちのいずれか２種類の上にのみ、それぞれ対応する
トリミングフィルタを設けるようにしてもよい。
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れず、種々の変形が可能である。例えば、上記第２の実
施の形態では、光源としてメタルハライド系のランプを
用いる場合の例として、Ｒ色用の画素電極８１２Ｒの上
にのみ、対応するトリミングフィルタ８１４Ｒを設ける
ようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば他の種類の光源を用いる場合には、その光源の分
光スペクトルに合わせて、他の色用の画素電極（画素電
極８１２Ｂまたは８１２Ｇ）の上にのみ、対応するトリ
ミングフィルタ（８１４Ｂまたは８１４Ｇ）を設けるよ
うにしてもよい。さらに、光源の分光スペクトル特性に
応じて３種類の画素電極８１２Ｂ，８１２Ｒ，８１２Ｇ
のうちのいずれか２種類の上にのみ、それぞれ対応する
トリミングフィルタを設けるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし３の
いずれか記載の液晶変調素子または請求項４ないし６の
いずれか記載の投射型液晶表示装置によれば、異なる角
度で入射してきた基本色の各色光を集光手段によりそれ
ぞれ集光して、対応する色の画素に入射させると共に、
各画素の光入射側に洩込光遮断フィルタを形成し、本
来、隣接する画素に入射すべき色光のうちの洩れ込んで
くる光を洩込光遮断フィルタにより遮断するようにした
ので、混色の発生を抑制することができる。このため、
入射光を生成する光学系における絞りを緩和することに
より各色光の入射発散性が大きくなって隣接する画素へ
の洩れ込みが生じたとしても、混色による色純度の低下
を防止することができる。したがって、色純度を確保し
つつ、表示画像輝度を高めることができるという効果が
ある。
いずれか記載の液晶変調素子または請求項４ないし６の
いずれか記載の投射型液晶表示装置によれば、異なる角
度で入射してきた基本色の各色光を集光手段によりそれ
ぞれ集光して、対応する色の画素に入射させると共に、
各画素の光入射側に洩込光遮断フィルタを形成し、本
来、隣接する画素に入射すべき色光のうちの洩れ込んで
くる光を洩込光遮断フィルタにより遮断するようにした
ので、混色の発生を抑制することができる。このため、
入射光を生成する光学系における絞りを緩和することに
より各色光の入射発散性が大きくなって隣接する画素へ
の洩れ込みが生じたとしても、混色による色純度の低下
を防止することができる。したがって、色純度を確保し
つつ、表示画像輝度を高めることができるという効果が
ある。
【００５３】特に、請求項２記載の液晶変調素子または
請求項５記載の投射型液晶表示装置によれば、洩込光遮
断フィルタを、基本色のうちの一部の色に対応する画素
についてのみ設けるようにしたので、液晶変調素子の製
作工程を簡易化することができるという効果がある。
請求項５記載の投射型液晶表示装置によれば、洩込光遮
断フィルタを、基本色のうちの一部の色に対応する画素
についてのみ設けるようにしたので、液晶変調素子の製
作工程を簡易化することができるという効果がある。
【００５４】さらに、請求項３記載の液晶変調素子また
は請求項６記載の投射型液晶表示装置によれば、洩込光
遮断フィルタを、集光手段に入射してくる色光のうち色
度変動がより大きい色光に対応する画素についてのみ設
けるようにしたので、すべての画素について洩込光遮断
フィルタを設けた場合と比べて、洩込光遮断フィルタの
存在による光量損失を低減することができる。したがっ
て、最低限の色純度の確保を可能にしつつ、光利用効率
の改善により投影画像の輝度をさらに向上させることが
できるという効果がある。
は請求項６記載の投射型液晶表示装置によれば、洩込光
遮断フィルタを、集光手段に入射してくる色光のうち色
度変動がより大きい色光に対応する画素についてのみ設
けるようにしたので、すべての画素について洩込光遮断
フィルタを設けた場合と比べて、洩込光遮断フィルタの
存在による光量損失を低減することができる。したがっ
て、最低限の色純度の確保を可能にしつつ、光利用効率
の改善により投影画像の輝度をさらに向上させることが
できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施の形態に係る投射型液晶表示装
置の要部構成を表す平面図である。
置の要部構成を表す平面図である。
【図２】図１の液晶パネルの要部構造を表す拡大断面図
である。
である。
【図３】この液晶パネルの作用を説明するための説明図
である。
である。
【図４】この液晶パネルに用いられるトリミングフィル
タの分光透過特性の一例を表す図である。
タの分光透過特性の一例を表す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る投射型液晶表示
装置に用いられる液晶パネルの要部構造を表す拡大断面
図である。
装置に用いられる液晶パネルの要部構造を表す拡大断面
図である。
【図６】この液晶パネルの作用を説明するための説明図
である。
である。
【図７】従来の単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射
型液晶表示装置に用いられる液晶パネルの要部構造を表
す拡大断面図である。
型液晶表示装置に用いられる液晶パネルの要部構造を表
す拡大断面図である。
【図８】混色による色度変動の様子を説明するための説
明図である。
明図である。
１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇ…ダイクロイックミラー、１
８，１８′…液晶パネル、１９…投射レンズ、８１…画
素基板、８２…対向基板、８３…液晶層、８１２Ｂ，８
１２Ｒ，８１２Ｇ…画素電極、８１４Ｂ，８１４Ｒ，８
１４Ｇ…トリミングフィルタ、８１５…保護層、８２２
…マイクロレンズ
８，１８′…液晶パネル、１９…投射レンズ、８１…画
素基板、８２…対向基板、８３…液晶層、８１２Ｂ，８
１２Ｒ，８１２Ｇ…画素電極、８１４Ｂ，８１４Ｒ，８
１４Ｇ…トリミングフィルタ、８１５…保護層、８２２
…マイクロレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｋ 9/31 9/31 Ｃ
Claims (6)
- 【請求項１】 液晶材料を含む液晶層と、 複数の基本色の各々に対応して配列されると共に、前記
液晶層を通る光を選択的に変調する画素と、 複数の画素ごとに共通に配設されると共に、互いに異な
る角度で入射してきた前記基本色の各色光をそれぞれ集
光し、対応する色の画素に入射させる集光手段と、 前記画素の光入射側に形成されると共に、隣接する画素
に入射すべき色光のうちの洩れ込んでくる光を遮断する
洩込光遮断フィルタとを備えたことを特徴とする液晶変
調素子。 - 【請求項２】 前記洩込光遮断フィルタは、前記基本色
のうちの一部の色に対応する画素についてのみ設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の液晶変調素子。 - 【請求項３】 前記洩込光遮断フィルタは、前記集光手
段に入射してくる色光のうち色度変動がより大きい色光
に対応する画素についてのみ設けられていることを特徴
とする請求項２記載の液晶変調素子。 - 【請求項４】 入射された光を複数の基本色の色光に色
分解すると共に、色分解した各色光を互いに異なる角度
で出射する色分解手段と、 液晶材料を含む液晶層と、前記複数の基本色の各々に対
応して配列されると共に、前記液晶層を通る光を選択的
に変調する画素と、複数の画素ごとに共通に配設される
と共に、前記色分解手段から互いに異なる角度で入射し
てきた前記基本色の各色光をそれぞれ集光し、対応する
色の画素に入射させる集光手段と、前記画素の光入射側
に形成されると共に、隣接する画素に入射すべき色光の
うちの洩れ込んでくる光を遮断する洩込光遮断フィルタ
と、を含んで構成された単一の液晶変調素子と、 前記液晶変調素子を出射した各色光を合成して結像させ
る合成結像手段とを備えたことを特徴とする投射型液晶
表示装置。 - 【請求項５】 前記洩込光遮断フィルタは、前記基本色
のうちの一部の色に対応する画素についてのみ設けられ
ていることを特徴とする請求項４記載の投射型液晶表示
装置。 - 【請求項６】 前記洩込光遮断フィルタは、前記集光手
段に入射してくる色光のうち色度変動がより大きい色光
に対応する画素についてのみ設けられていることを特徴
とする請求項５記載の投射型液晶表示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9295939A JPH11133372A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 液晶変調素子および投射型液晶表示装置 |
| US09/178,891 US6104458A (en) | 1997-10-28 | 1998-10-27 | Liquid crystal modulation element and projection-type liquid crystal display apparatus having intercepting filters and microlenses |
| EP98402686A EP0915362A3 (en) | 1997-10-28 | 1998-10-28 | Liquid crystal modulation element and projection-type liquid crystal display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9295939A JPH11133372A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 液晶変調素子および投射型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133372A true JPH11133372A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17827077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9295939A Pending JPH11133372A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 液晶変調素子および投射型液晶表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6104458A (ja) |
| EP (1) | EP0915362A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11133372A (ja) |
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| JP2006099120A (ja) * | 2005-10-03 | 2006-04-13 | Seiko Epson Corp | 液晶装置および投射型表示装置 |
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| US7101050B2 (en) | 2004-05-14 | 2006-09-05 | 3M Innovative Properties Company | Illumination system with non-radially symmetrical aperture |
| US7390097B2 (en) | 2004-08-23 | 2008-06-24 | 3M Innovative Properties Company | Multiple channel illumination system |
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-
1997
- 1997-10-28 JP JP9295939A patent/JPH11133372A/ja active Pending
-
1998
- 1998-10-27 US US09/178,891 patent/US6104458A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-28 EP EP98402686A patent/EP0915362A3/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0915362A3 (en) | 2001-04-11 |
| US6104458A (en) | 2000-08-15 |
| EP0915362A2 (en) | 1999-05-12 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040909 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040913 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041105 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |