JPH1124060A - Liquid crystal device and projection type display device - Google Patents

Liquid crystal device and projection type display device

Info

Publication number
JPH1124060A
JPH1124060A JP9178610A JP17861097A JPH1124060A JP H1124060 A JPH1124060 A JP H1124060A JP 9178610 A JP9178610 A JP 9178610A JP 17861097 A JP17861097 A JP 17861097A JP H1124060 A JPH1124060 A JP H1124060A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens
liquid crystal
light
crystal device
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9178610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Hashizume
俊明 橋爪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9178610A priority Critical patent/JPH1124060A/en
Publication of JPH1124060A publication Critical patent/JPH1124060A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device which can obtain a light display image by increasing the effective aperture rate. SOLUTION: The liquid crystal device 100 has a substrate 110 and a counter substrate 120 arranged opposite the substrate 110. A liquid crystal layer 130 is charged between the substrate 110 and counter substrate 120 with a sealing material 140. The counter substrate 120 is equipped with a couple of microlens substrates 121 and 122 which are stuck together with an adhesion layer 150. On the surfaces of the microlenses 161 and 163 on the side of the adhesion layer 150, microlens arrays 162 and 164 comprising microlenses 161 and 163 are formed and those microlenses 161 and 163 converge light on each pixel aperture part 180. The substantial focal length can, therefore, be shortened, so a sufficiently light image of high quality can be obtained by increasing the effective aperture rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイを使用して実効開口率の向上が図られている液晶装
置、およびこの液晶装置が組み込まれた投写型表示装置
に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal device in which an effective aperture ratio is improved by using a microlens array, and a projection display device incorporating the liquid crystal device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶装置を用いた投写型表示装置
が注目されており、この理由は、直視型の液晶装置で大
画面化を図るのは非常に困難であるが、小型の液晶装置
の画像をスクリーンなどに投写すれば簡単に高画質の大
きな画像を得ることができるからである。液晶装置を投
写型表示装置に用いる場合には、高い拡大率でも画質に
粗さが目立たないように、画素数を増やす必要がある。
画素数を増やすと、液晶装置では画素以外の部分の面積
もそれに伴って多くなる。特に、アクティブマトリクス
型の液晶装置ではその傾向が強い。画素以外の部分には
一般的にブラックマトリクスと呼ばれる遮光層が形成さ
れ、画像表示に係わる画素の開口部の面積が減少する。
この結果、精細化された液晶装置の開口率は非常に小さ
くなり、表示画像が暗くなってしまう。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a projection type display device using a liquid crystal device. It is very difficult to increase the screen size of a direct-view type liquid crystal device. This is because a large image of high quality can be easily obtained by projecting the image on a screen or the like. When a liquid crystal device is used in a projection display device, it is necessary to increase the number of pixels so that the image quality is not noticeable even at a high magnification.
As the number of pixels increases, the area of a portion other than the pixels in the liquid crystal device also increases accordingly. This tendency is particularly strong in an active matrix type liquid crystal device. A light-shielding layer generally called a black matrix is formed in a portion other than the pixel, and the area of the opening of the pixel related to image display is reduced.
As a result, the aperture ratio of the miniaturized liquid crystal device becomes very small, and the displayed image becomes dark.

【0003】液晶装置の精細化に伴う開口率の低下を防
ぐために、液晶装置にマイクロレンズを取付け、このマ
イクロレンズによって充分な量の光を各画素の開口部に
集光するようにした構成の液晶装置が提案されている。
このような液晶装置は、例えば、特開平3−24812
5号公報、特開平7−225303号公報等に開示され
ている。
In order to prevent a decrease in aperture ratio due to the refinement of the liquid crystal device, a micro lens is attached to the liquid crystal device, and a sufficient amount of light is condensed on the opening of each pixel by the micro lens. Liquid crystal devices have been proposed.
Such a liquid crystal device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-24812.
No. 5, JP-A-7-225303 and the like.

【0004】これらの公報に開示されている液晶装置
は、接着剤によって相互に貼り合わされた一対のガラス
基板を備えた対向基板を有し、この対向基板が液晶層を
介して透明基板に積層配置された構成となっている。対
向基板の外側のガラス基板における液晶層側の面には、
各画素に対応した複数のマイクロレンズからなるマイク
ロレンズアレイが形成されている。
The liquid crystal devices disclosed in these publications have an opposing substrate having a pair of glass substrates bonded to each other by an adhesive, and the opposing substrates are laminated on a transparent substrate via a liquid crystal layer. It is the configuration that was done. On the surface on the liquid crystal layer side of the glass substrate outside the opposing substrate,
A microlens array including a plurality of microlenses corresponding to each pixel is formed.

【0005】このような液晶装置によれば、通常はブラ
ックマトリクスに照射されてしまう光成分を、マイクロ
レンズアレイによって対応する画素開口部に集光するこ
とができるので、実質的な開口率を向上でき、明るい表
示画像を得ることができる。なお、特開平7−1813
05号公報公報には、そのマイクロレンズアレイの製造
方法が詳しく記載されている。
According to such a liquid crystal device, a light component which normally irradiates a black matrix can be condensed on a corresponding pixel opening by a microlens array, thereby substantially improving the aperture ratio. And a bright display image can be obtained. Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1813
In Japanese Patent Publication No. 05, a method for manufacturing the microlens array is described in detail.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、マイクロレン
ズアレイを構成する複数のマイクロレンズの焦点距離が
長いと画素開口部における光の径が大きくなり、ブラッ
クマトリクスで遮光される光成分が発生するため、画素
開口部に効率良く光を照射することができない。従っ
て、明るい表示画像を得るためには、マイクロレンズの
曲率半径を小さくしてマイクロレンズの焦点距離を短く
することが望ましい。
Here, if the focal length of a plurality of microlenses constituting the microlens array is long, the diameter of light at the pixel opening becomes large, and a light component which is blocked by the black matrix is generated. Therefore, it is not possible to efficiently irradiate the pixel opening with light. Therefore, in order to obtain a bright display image, it is desirable to reduce the radius of curvature of the microlens and shorten the focal length of the microlens.

【0007】しかしながら、マイクロレンズの曲率半径
を小さくしすぎると、収差の影響を大きく受けるように
なり、微小な集光スポットが得られず、かえって光の集
光性が低下してしまう恐れがある。特に、高精細化され
た液晶装置の画素開口部は小さいので、上記の傾向が顕
著に現れ、この結果、表示画像が暗くなってしまう。
[0007] However, if the radius of curvature of the microlens is too small, the influence of aberration becomes large, so that a small condensed spot cannot be obtained and the light condensing property may be deteriorated. . In particular, since the pixel aperture of a high-definition liquid crystal device is small, the above tendency is conspicuous, and as a result, the displayed image becomes dark.

【0008】本発明の課題は、高精細化された液晶装置
においても、マイクロレンズの曲率半径を小さくするこ
となく、その実質的な焦点距離を短くすることにより実
効開口率を高めて十分に明るい表示画像を得ることが可
能な液晶装置を提供することにある。また、この液晶装
置が組み込まれた投写型表示装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to increase the effective aperture ratio by shortening the substantial focal length of the microlens without reducing the radius of curvature of the microlens even in a high-definition liquid crystal device, thereby sufficiently brightening the microlens. It is to provide a liquid crystal device capable of obtaining a display image. Another object of the present invention is to provide a projection display device incorporating the liquid crystal device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、マトリクス状に配置された複数の画素
を備え、一対の基板によって液晶層が挟持された液晶装
置において、一方の前記基板は少なくとも一方の面にマ
イクロレンズアレイが形成された一対のマイクロレンズ
基板を備え、前記一対のマイクロレンズ基板に形成され
た前記マイクロレンズによって各画素の開口部に光を集
光するようにしている。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal device comprising a plurality of pixels arranged in a matrix and a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates. The substrate includes a pair of microlens substrates on each of which a microlens array is formed on at least one surface, and the microlenses formed on the pair of microlens substrates converge light to an opening of each pixel. I have.

【0010】このように構成した本発明の液晶装置で
は、2枚のマイクロレンズ基板を用いて画素開口部に光
を集光することにより、複数のマイクロレンズの曲率半
径を小さくすることなく、実質的な焦点距離を短くして
いる。焦点距離を短くすることにより、画素開口部にお
ける光の径を小さくすることができ、ブラックマトリッ
クスに遮光されることなく、画素開口部に対して光を効
率良く照射することができる。また、マイクロレンズの
曲率半径を小さくしなくてもよいので、収差の少ない状
態で光を画素開口部に集光できる。このため、高精細化
された液晶装置であっても、その画素開口部に対して効
率良く光を集光でき、実効開口率を高めて十分に明るい
表示画像を得ることができる。
In the liquid crystal device according to the present invention, the light is condensed on the pixel opening using two microlens substrates, so that the radius of curvature of the plurality of microlenses can be substantially reduced. Focal length is shortened. By shortening the focal length, the diameter of light at the pixel opening can be reduced, and light can be efficiently emitted to the pixel opening without being blocked by the black matrix. In addition, since it is not necessary to reduce the radius of curvature of the microlens, light can be focused on the pixel opening with little aberration. For this reason, even in a high definition liquid crystal device, light can be efficiently condensed to the pixel opening, and a sufficiently bright display image can be obtained by increasing the effective aperture ratio.

【0011】本発明において、一対のマイクロレンズ基
板は、例えば、双方のマイクロレンズアレイが対向する
ように配置される。この場合、マイクロレンズアレイが
形成されている面を互いに接着固定するようにしても良
く、また、空気層を介して互いに固定するようにしても
良い。一対のマイクロレンズ基板の間に接着剤が介在し
ている場合には、一般的にマイクロレンズ基板と接着剤
との屈折率の差が比較的小さいので、画素開口部に光を
十分に集光するためには、曲率半径がある程度小さなマ
イクロレンズを用いることが望ましい。これに対して、
一対のマイクロレンズ基板を空気層を介して固定する場
合には、マイクロレンズ基板と空気層との屈折率の差が
大きいので、曲率半径が比較的大きいマイクロレンズを
使用しても、画素開口部に光を十分に集光できる。
In the present invention, a pair of microlens substrates are arranged so that, for example, both microlens arrays face each other. In this case, the surfaces on which the microlens arrays are formed may be bonded and fixed to each other, or may be fixed to each other via an air layer. When an adhesive is interposed between a pair of microlens substrates, since the difference in the refractive index between the microlens substrate and the adhesive is generally relatively small, light is sufficiently focused on the pixel opening. For this purpose, it is desirable to use a microlens having a small radius of curvature to some extent. On the contrary,
When a pair of microlens substrates is fixed via an air layer, the difference in the refractive index between the microlens substrate and the air layer is large, so that even if a microlens having a relatively large radius of curvature is used, the pixel opening can be reduced. The light can be collected sufficiently.

【0012】また、一対のマイクロレンズ基板を、それ
ぞれに形成されたマイクロレンズアレイが光出射面側と
なるように配置してしても良く、このように配置した場
合には、液晶装置から出射される光の広がりを抑えるこ
とができる。従って、投写型表示装置のライトバルブと
して採用すれば、投写レンズに呑み込まれる光量が多く
なり、明るい投写画像を得ることができる。
Further, a pair of microlens substrates may be arranged so that the microlens array formed on each of them is on the light emitting surface side, and in such a case, the light is emitted from the liquid crystal device. The spread of the light to be emitted can be suppressed. Therefore, when employed as a light valve of a projection display device, the amount of light swallowed by the projection lens increases, and a bright projection image can be obtained.

【0013】一対のマイクロレンズ基板を固定するに
は、各基板をスペーサーを介して互いに固定することが
望ましい。スペーサーを各基板間に介在させると、各基
板間のキャップを均一に保持できる。スペーサーは、別
部品であっても良いが、一方のマイクロレンズ基板に一
体形成すれば、部品点数の増加を防ぐことができ、液晶
装置のコストの高騰を回避できる。
In order to fix a pair of microlens substrates, it is desirable that the substrates are fixed to each other via a spacer. When the spacer is interposed between the substrates, the cap between the substrates can be held uniformly. The spacer may be a separate component, but if integrally formed on one microlens substrate, an increase in the number of components can be prevented, and a rise in the cost of the liquid crystal device can be avoided.

【0014】本発明の液晶装置は、光源から出射された
光束を画像情報に対応して変調する変調手段と、当該変
調手段によって変調された光束を投写面上に拡大投写す
る投写手段とを有する投写型表示装置の前記変調手段と
して用いることができる。本発明の液晶装置は、前述し
たように、高精細化に伴う開口率の低下を抑制できるの
で、この液晶装置を備えた投写型表示装置によれば、明
るい高画質の画像を投写することができる。
The liquid crystal device of the present invention has a modulating means for modulating a light beam emitted from a light source in accordance with image information, and a projecting means for enlarging and projecting the light beam modulated by the modulating means on a projection surface. It can be used as the modulation means of the projection display device. As described above, the liquid crystal device of the present invention can suppress a decrease in aperture ratio due to high definition.Accordingly, according to the projection display device including the liquid crystal device, a bright high-quality image can be projected. it can.

【0015】特に、光源から出射された光束を各色の光
束に分離する色分離手段と、この色分離手段によって分
離された各色の光束を画像情報に対応して変調する複数
の変調手段と、これらの変調手段によりそれぞれ変調さ
れた各色の光束を合成する色合成手段と、この色合成手
段によって合成された光束を投写面上に拡大投写する投
写手段とを有する投写型表示装置の変調手段として本発
明の液晶装置は適している。
In particular, a color separating means for separating a light beam emitted from a light source into light beams of respective colors, a plurality of modulating means for modulating the light beams of respective colors separated by the color separating means in accordance with image information, The present invention is used as a modulating means of a projection type display device having a color synthesizing means for synthesizing the luminous fluxes of the respective colors modulated by the modulating means, and a projection means for enlarging and projecting the luminous flux synthesized by the color synthesizing means on a projection surface. The inventive liquid crystal device is suitable.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[実施の形態1] (液晶装置)以下に、図面を参照して本発明を適用した
液晶装置の一例を説明する。図1にはその液晶装置の断
面図を示してある。この図に示すように、本例の液晶装
置100は、基板110と、この基板110に対向する
ように配置された対向基板120とを有し、この基板1
10と対向基板120の間に液晶層130が封入された
構造となっている。液晶層130は、シール材140に
よって基板110と対向基板120の間に充填されてい
る。
Embodiment 1 (Liquid Crystal Device) An example of a liquid crystal device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the liquid crystal device. As shown in this figure, the liquid crystal device 100 of the present example has a substrate 110 and an opposing substrate 120 arranged so as to oppose the substrate 110.
A liquid crystal layer 130 is sealed between the substrate 10 and the counter substrate 120. The liquid crystal layer 130 is filled between the substrate 110 and the counter substrate 120 with a sealant 140.

【0017】基板110はアクティブマトリクス基板で
あり、石英ガラス等からなるガラス基板上に配向膜、画
素電極、スイッチング素子、バス配線等が形成された構
造となっている。例えば、スイッチング素子としては、
ポリシリコンTFTを用いることができる。
The substrate 110 is an active matrix substrate, and has a structure in which an alignment film, pixel electrodes, switching elements, bus wiring, and the like are formed on a glass substrate made of quartz glass or the like. For example, as a switching element,
A polysilicon TFT can be used.

【0018】対向基板120は、一方の面にマイクロレ
ンズアレイ162、164が形成された一対のマイクロ
レンズ基板121、122を備え、これらのマイクロレ
ンズ基板121、122は接着層150を介して相互に
貼り合わされている。マイクロレンズ基板121、12
2は共に石英やネオセラム等からなる結晶化ガラスから
形成されている。
The opposing substrate 120 includes a pair of microlens substrates 121 and 122 having microlens arrays 162 and 164 formed on one surface, and these microlens substrates 121 and 122 are mutually connected via an adhesive layer 150. It is stuck. Micro lens substrates 121, 12
2 is made of crystallized glass made of quartz, neoceram or the like.

【0019】これらのマイクロレンズ基板121、12
2のうち、光入射側のマイクロレンズ基板121の光出
射側の面には、複数のマイクロレンズ161からなるマ
イクロレンズアレイ162が一体に形成されている。各
マイクロレンズ161は球状の凸レンズであり、アクテ
ィブマトリクス基板110の各画素に対応してマトリク
ス状に配列されている。このため、マイクロレンズ基板
121に入射した光の殆ど全ては、マイクロレンズアレ
イ162、164によって対応する画素開口部180に
導かれ、画素開口部180における集光量を増やすこと
ができる。
These micro lens substrates 121 and 12
2, a micro-lens array 162 composed of a plurality of micro-lenses 161 is integrally formed on the light-emitting side of the micro-lens substrate 121 on the light-incident side. Each micro lens 161 is a spherical convex lens, and is arranged in a matrix corresponding to each pixel of the active matrix substrate 110. Therefore, almost all of the light incident on the microlens substrate 121 is guided to the corresponding pixel openings 180 by the microlens arrays 162 and 164, and the amount of light condensed in the pixel openings 180 can be increased.

【0020】光出射側のマイクロレンズ基板122の光
入射側の面にも、マイクロレンズ基板121と同様に、
複数のマイクロレンズ163からなるマイクロレンズア
レイ164が一体に形成されている。本例の液晶装置1
00では、一対のマイクロレンズ基板121、122
は、互いのマイクロレンズアレイ162、164が接着
層150を挟んで対向するように配置されている。マイ
クロレンズ基板122に形成された各マイクロレンズ1
63は、マイクロレンズ基板121の側が凸になった球
状の凸レンズであり、マイクロレンズ基板121、マイ
クロレンズ161、接着層150、マイクロレンズ16
3、マイクロレンズ基板122を通った光が画素開口部
180に集光するように、その光学特性が付与されてい
る。また、各マイクロレンズ161から出射された光L
に生じている収差を相殺する収差を与えるように、その
光学特性が付与されている。
Similarly to the microlens substrate 121, the surface on the light incident side of the microlens substrate 122 on the light emitting side is also provided.
A microlens array 164 including a plurality of microlenses 163 is integrally formed. Liquid crystal device 1 of this example
00, a pair of microlens substrates 121, 122
Are arranged so that the microlens arrays 162 and 164 face each other with the adhesive layer 150 interposed therebetween. Each micro lens 1 formed on the micro lens substrate 122
Reference numeral 63 denotes a spherical convex lens having a convex side on the side of the microlens substrate 121, the microlens substrate 121, the microlens 161, the adhesive layer 150, and the microlens 16.
3. The optical characteristics are given so that the light passing through the microlens substrate 122 is focused on the pixel opening 180. Further, the light L emitted from each micro lens 161
The optical characteristic is given so as to give an aberration that cancels out the aberration occurring in the optical system.

【0021】このように本例の液晶装置100において
は、それぞれのマイクロレンズ161、163がマイク
ロレンズ基板121、122に一体に形成されているの
で、別途形成されたマイクロレンズをマイクロレンズ基
板に貼り付ける等の手間の係る作業が不要である。マイ
クロレンズ基板121、122に複数のマイクロレンズ
161、163を一体に形成するには、例えば、マイク
ロレンズ基板に所望のマイクロレンズが得られるように
パターニングした後、フォトリソグラフィ法によって形
成することができる。
As described above, in the liquid crystal device 100 of this embodiment, since the respective microlenses 161 and 163 are formed integrally with the microlens substrates 121 and 122, the separately formed microlenses are attached to the microlens substrate. There is no need for troublesome work such as attaching. In order to integrally form the plurality of microlenses 161 and 163 on the microlens substrates 121 and 122, for example, they can be formed by photolithography after patterning the microlens substrates to obtain desired microlenses. .

【0022】また、マイクロレンズアレイは機械加工法
で素材を削ることによって形成することもできる。さら
に、蒸着法等によって形成することも可能である。この
場合には、基板上にマイクロレンズの輪郭形状と同様の
凹部を形成しておき、この凹部が充填されるまで所定の
物質を蒸着し、その後、全体の厚さ(マイクロレンズ基
板となる部分の厚さ)を研磨等によって調整すれば良
い。なお、マイクロレンズをマイクロレンズ基板とは異
なる材料から形成しても良いのは勿論である。
The microlens array can also be formed by cutting a material by a machining method. Further, it can be formed by an evaporation method or the like. In this case, a concave portion similar to the contour shape of the microlens is formed on the substrate, a predetermined substance is vapor-deposited until the concave portion is filled, and then the entire thickness (the portion to be the microlens substrate) is formed. May be adjusted by polishing or the like. It is needless to say that the microlens may be formed from a material different from the microlens substrate.

【0023】本例の液晶装置100において、マイクロ
レンズ基板122の光出射側の面には、アクティブマト
リクス基板に形成されているスイッチング素子に光が照
射されるのを防止するために、金属クロム等からなるブ
ラックマトリクス170が蒸着などによって形成されて
いる。このブラックマトリクス170によってスイッチ
ング素子の光劣化の防止や、画素間の漏れ光の防止等の
効果が得られ、明るくコントラストの高い表示画像を得
ることができる。また、マイクロレンズ基板122の光
出射側の面には、不図示の共通透明電極や配向膜等も形
成されている。
In the liquid crystal device 100 of this embodiment, the surface of the microlens substrate 122 on the light emitting side is made of metal chromium or the like to prevent the switching elements formed on the active matrix substrate from being irradiated with light. Is formed by vapor deposition or the like. With the black matrix 170, effects such as prevention of light deterioration of the switching element and prevention of light leakage between pixels can be obtained, and a bright and high-contrast display image can be obtained. Further, a common transparent electrode, an alignment film, and the like (not shown) are also formed on the light emission side surface of the microlens substrate 122.

【0024】このように構成された液晶装置100にお
いて、対極側からマイクロレンズ基板121に入射した
光Lは、マイクロレンズアレイ162の各マイクロレン
ズ161で屈折し、光出射側のマイクロレンズ基板12
2の対応するマイクロレンズ163に向けて出射され
る。この出射された光Lは、マイクロレンズ163で屈
折して対応する画素開口部180に集光する。
In the liquid crystal device 100 configured as above, the light L incident on the microlens substrate 121 from the counter electrode side is refracted by each microlens 161 of the microlens array 162, and the microlens substrate 12 on the light emission side
The light is emitted toward two corresponding microlenses 163. The emitted light L is refracted by the microlens 163 and condensed on the corresponding pixel opening 180.

【0025】ここで、収差を少なくするためにマイクロ
レンズ161の曲率半径を大きくすると、焦点距離が長
くなる。よって、光出射側マイクロレンズ基板122に
マイクロレンズ163が形成されていないと、図1に破
線で示すように、光Lが焦点を結ぶ位置は液晶層130
の側にシフトして、光の一部がブラックマトリクス17
0に遮られ、表示画像を暗くする要因となる。本例の液
晶装置100においては、光入射側マイクロレンズ基板
121のマイクロレンズ161から出射された光Lを、
光出射側マイクロレンズ基板122のマイクロレンズ1
63で屈折させて画素開口部180に集光させるように
している。このため、曲率半径の小さいマイクロレンズ
を用いなくても、実質的な焦点距離を短くでき、画素開
口部180に微小な光スポットを形成することができ
る。
Here, if the radius of curvature of the microlens 161 is increased in order to reduce aberration, the focal length becomes longer. Therefore, if the microlens 163 is not formed on the light-emitting side microlens substrate 122, the position where the light L is focused on the liquid crystal layer 130 as shown by the broken line in FIG.
And a part of the light is shifted to the black matrix 17.
0, which causes the displayed image to be dark. In the liquid crystal device 100 of this example, the light L emitted from the microlens 161 of the light incident side microlens substrate 121 is
Micro lens 1 of light emitting side micro lens substrate 122
The light is refracted at 63 and condensed on the pixel opening 180. Therefore, the substantial focal length can be shortened and a minute light spot can be formed in the pixel opening 180 without using a microlens having a small radius of curvature.

【0026】また、光入射側のマイクロレンズ基板12
1の各マイクロレンズ161から出射された光Lには少
なからず収差が生じているが、本例の液晶装置100で
は、光出射側のマイクロレンズ基板122に形成された
各マイクロレンズ163によって、その光Lが持つ収差
とは相反する収差が付与される。このため、光入射側マ
イクロレンズ基板121の各マイクロレンズ161から
出射された光Lは、光出射側マイクロレンズ基板122
の各マイクロレンズ163によって収差が補正された状
態で画素開口部180に集光することになる。
The micro lens substrate 12 on the light incident side
The light L emitted from each of the microlenses 161 has some aberration, but in the liquid crystal device 100 of the present example, the light L is emitted by the microlenses 163 formed on the microlens substrate 122 on the light emission side. An aberration that is opposite to the aberration of the light L is given. For this reason, the light L emitted from each micro lens 161 of the light incident side micro lens substrate 121 is
Are condensed on the pixel opening 180 in a state where the aberration is corrected by each micro lens 163.

【0027】詳しく説明すると、明るい表示画像を得る
ために、光入射側マイクロレンズ基板121のマイクロ
レンズ161の曲率半径を小さくした場合には、そのマ
イクロレンズ161を通った光Lに生じる収差が大きく
なり、集光性が劣化して表示画像が暗くなる要因とな
る。本例の液晶装置100では、光入射側マイクロレン
ズ基板121のマイクロレンズ161から出射された光
Lには、もう一方のマイクロレンズ163でその光Lが
持っている収差を打ち消す方向の収差が与えられる。従
って、マイクロレンズ161の曲率半径を小さくした場
合でも、画素開口部180での集光性の劣化を防ぐこと
ができる。
More specifically, when the radius of curvature of the microlens 161 of the light incident side microlens substrate 121 is reduced in order to obtain a bright display image, aberration generated in the light L passing through the microlens 161 is large. In other words, the light-collecting property is deteriorated, which causes a display image to be dark. In the liquid crystal device 100 of the present example, the light L emitted from the microlens 161 of the light incident side microlens substrate 121 is given an aberration in a direction to cancel the aberration of the light L by the other microlens 163. Can be Therefore, even when the radius of curvature of the microlens 161 is reduced, it is possible to prevent the light-collecting property from deteriorating at the pixel opening 180.

【0028】以上のように、本例の液晶装置100で
は、一対のマイクロレンズ基板121、122を用いて
画素開口部180に対して実質的に焦点距離が短く、し
かも収差の少ない状態で光を集光できる。従って、開口
率の低下が顕著な高精細化された液晶装置であっても、
その画素開口部に対して光を効率良く照射することがで
き、明るい表示画像を得ることができる。
As described above, in the liquid crystal device 100 of the present embodiment, the light is transmitted in a state where the focal length is substantially short with respect to the pixel opening 180 using the pair of microlens substrates 121 and 122 and the aberration is small. Can collect light. Therefore, even in a high definition liquid crystal device in which the aperture ratio is significantly reduced,
Light can be efficiently emitted to the pixel openings, and a bright display image can be obtained.

【0029】なお、本例の液晶装置100では、マイク
ロレンズ基板121、123に各マイクロレンズアレイ
162、164を一体に形成してあるが、別途マイクロ
レンズアレイ162、164を形成しておき、後からこ
れらのマイクロレンズアレイ162、164をマイクロ
レンズ基板121、122に接合しても良い。また、必
ずしもマイクロレンズ161、163を最密状態に配列
する必要はなく、充分な実効開口率が得られる場合に
は、隣り合うマイクロレンズ161、163の間にスペ
ースができるようにマイクロレンズ161、162を配
列することもできる。
In the liquid crystal device 100 of this embodiment, the microlens arrays 162 and 164 are integrally formed on the microlens substrates 121 and 123. However, the microlens arrays 162 and 164 are separately formed, and Therefore, these micro lens arrays 162 and 164 may be bonded to the micro lens substrates 121 and 122. Further, it is not always necessary to arrange the microlenses 161 and 163 in a close-packed state. When a sufficient effective aperture ratio is obtained, the microlenses 161 and 163 are arranged so that a space is formed between the adjacent microlenses 161 and 163. 162 can also be arranged.

【0030】(投写型表示装置)先に説明した液晶装置
を備えた投写型表示装置の一例を説明する。本例の投写
型表示装置は、光源ランプユニットから出射された白色
光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色光束に分
離し、これらの各色光束をライトバルブとしての本発明
を適用した液晶装置を通して画像情報に対応させて変調
し、変調した後の各色の光束を再合成して、投写光学系
を介してスクリーン上に拡大表示する形式のものであ
る。
(Projection Display Device) An example of a projection display device provided with the liquid crystal device described above will be described. The projection display apparatus of this example separates a white light beam emitted from the light source lamp unit into three primary color light beams of red (R), green (G), and blue (B), and converts each of these color light beams as a light valve. This is a type in which the light is modulated in accordance with image information through a liquid crystal device to which the present invention is applied, and the luminous flux of each color after the modulation is recombined and enlarged and displayed on a screen via a projection optical system.

【0031】図2には本例の投写型表示装置の外観を示
してある。この図に示すように、本例の投写型表示装置
1は直方体形状をした外装ケース2を有している。外装
ケース2は、基本的には、アッパーケース3と、ロアー
ケース4と、装置前面を規定しているフロントケース5
から構成されている。フロントケース5の中央からは投
写レンズユニット6の先端側の部分が突出している。
FIG. 2 shows the appearance of the projection display device of this embodiment. As shown in this figure, the projection display device 1 of this example has an outer case 2 having a rectangular parallelepiped shape. The outer case 2 is basically composed of an upper case 3, a lower case 4, and a front case 5 defining the front of the apparatus.
It is composed of The front end portion of the projection lens unit 6 projects from the center of the front case 5.

【0032】図3には、投写型表示装置1の外装ケース
2の内部における各構成部分の配置を示してあり、図4
には、図3のA−A線における断面を示してある。これ
らの図に示すように、外装ケース2の内部において、そ
の後端側には電源ユニット7が配置されている。この電
源ユニット7よりも装置前側の隣接した位置には光源ラ
ンプユニット8が配置されている。光源ランプユニット
8の装置前側には光学ユニット9が配置されている。光
学ユニット9の前側の中央には、投写レンズユニット6
の基端側が位置している。
FIG. 3 shows the arrangement of each component inside the outer case 2 of the projection display device 1.
Shows a cross section taken along line AA in FIG. As shown in these figures, a power supply unit 7 is disposed at the rear end side inside the outer case 2. A light source lamp unit 8 is arranged at a position adjacent to the power supply unit 7 on the front side of the apparatus. An optical unit 9 is disposed in front of the light source lamp unit 8. At the center of the front side of the optical unit 9, the projection lens unit 6
Is located on the proximal side.

【0033】一方、光学ユニット9の側方には、装置の
前後方向に向けて入出力インターフェース回路が搭載さ
れたインターフェース基板11が配置され、このインタ
ーフェース基板11に平行にビデオ信号処理回路が搭載
されたビデオ基板12が配置されている。さらに、光源
ランプユニット8、光学ユニット9の上側には、装置駆
動制御用の制御基板13が配置されている。装置前端側
の左右の角には、それぞれスピーカ14R、14Lが配
置されている。
On the other hand, on the side of the optical unit 9, an interface board 11 on which an input / output interface circuit is mounted is disposed in the front-rear direction of the apparatus, and a video signal processing circuit is mounted in parallel with the interface board 11. Video board 12 is disposed. Further, a control board 13 for controlling driving of the apparatus is disposed above the light source lamp unit 8 and the optical unit 9. Speakers 14R and 14L are arranged at the left and right corners on the front end side of the device, respectively.

【0034】光学ユニット9の上面側の中央には冷却用
の吸気ファン15Aが配置され、光学ユニット9の底面
側の中央には冷却用循環流形成用の循環用ファン15B
が配置されている。また、光源ランプユニット8の裏面
側である装置側面には排気ファン16が配置されてい
る。そして、電源ユニット7における基板11、12の
端に面する位置には吸気ファン15Aからの冷却用空気
流を電源ユニット7内に吸引するための補助冷却ファン
17が配置されている。
A cooling air intake fan 15A is disposed at the center of the upper surface of the optical unit 9 and a circulation fan 15B for forming a cooling circulation flow is disposed at the center of the lower surface of the optical unit 9.
Is arranged. An exhaust fan 16 is disposed on the side of the apparatus, which is the back side of the light source lamp unit 8. An auxiliary cooling fan 17 for sucking the cooling airflow from the intake fan 15A into the power supply unit 7 is disposed at a position facing the ends of the substrates 11 and 12 in the power supply unit 7.

【0035】電源ユニット7の直上には、その装置左側
の位置にフロッピーディスク駆動ユニット(FDD)1
8が配置されている。
Immediately above the power supply unit 7, a floppy disk drive unit (FDD) 1
8 are arranged.

【0036】光源ランプユニット8は光源ランプ80を
備えており、この光源ランプ80は、ハロゲンランプ、
キセノンランプ、メタルハライドランプ等のランプ本体
81と、断面が放物線形状の反射面を備えたリフレクタ
82を備えており、ランプ本体81からの発散光を反射
してほぼ光軸に沿って光学ユニット9の側に向けて出射
できるようになっている。
The light source lamp unit 8 includes a light source lamp 80. The light source lamp 80 includes a halogen lamp,
A lamp body 81 such as a xenon lamp or a metal halide lamp, and a reflector 82 having a parabolic reflective surface in cross section are provided. The reflector 82 reflects the divergent light from the lamp body 81 and moves the optical unit 9 substantially along the optical axis. The light can be emitted toward the side.

【0037】図5には、光学ユニット9および投写レン
ズユニット6の部分を取り出して示してある。この図に
示すように、光学ユニット9は、その色合成プリズム1
0以外の光学素子が上下のライトガイド901、902
の間に上下から挟まれて保持された構成となっている。
これらの上ライトガイド901、下ライトガイド902
は、それぞれアッパーケース3およびロアーケース4の
側に固定ねじにより固定されている。また、これらの上
下のライトガイド板901、902は、色合成プリズム
10の側に同じく固定ねじによって固定されている。色
合成プリズム10は、ダイキャスト板である厚手のヘッ
ド板903の裏面側に固定ねじによって固定されてい
る。このヘッド板903の前面には、投写レンズユニッ
ト6の基端側が同じく固定ねじによって固定されてい
る。
FIG. 5 shows the optical unit 9 and the projection lens unit 6 in an extracted manner. As shown in this figure, the optical unit 9 includes the color combining prism 1.
Optical elements other than 0 are upper and lower light guides 901 and 902
It is configured to be held between upper and lower sides.
These upper light guide 901 and lower light guide 902
Are fixed to the upper case 3 and the lower case 4 by fixing screws, respectively. The upper and lower light guide plates 901 and 902 are similarly fixed to the color combining prism 10 by fixing screws. The color combining prism 10 is fixed to the back side of the thick head plate 903, which is a die-cast plate, with fixing screws. On the front surface of the head plate 903, the base end side of the projection lens unit 6 is similarly fixed by fixing screws.

【0038】図6には、本例の投写型表示装置1に組み
込まれている光学系の概略構成を示してある。本例の投
写型表示装置1の光学系には、光源ランプユニット8の
構成要素である光源ランプ80と、均一照明光学素子で
あるインテグレータレンズ921およびインテグレータ
レンズ922から構成される均一照明光学系923が採
用されている。そして、投写型表示装置1は、この均一
照明光学系923から出射される白色光束Wを赤
(R)、緑(G)、青(B)に分離する色分離光学系9
24と、各色光束R、G、Bを変調する3枚の液晶装置
100R、100G、100Bと、変調された後の色光
束を再合成する色合成光学系としての色合成プリズム1
0と、合成された光束をスクリーン1000の表面に拡
大投写する投写レンズユニット6のうち、青色光束Bに
対応する液晶装置100Bに導く導光系927を備えて
いる。
FIG. 6 shows a schematic configuration of an optical system incorporated in the projection display device 1 of this embodiment. The optical system of the projection display apparatus 1 of this example includes a light source lamp 80 as a component of the light source lamp unit 8 and a uniform illumination optical system 923 including an integrator lens 921 and an integrator lens 922 as uniform illumination optical elements. Has been adopted. Then, the projection display apparatus 1 includes a color separation optical system 9 for separating the white light beam W emitted from the uniform illumination optical system 923 into red (R), green (G), and blue (B).
24, three liquid crystal devices 100R, 100G, and 100B that modulate the color light fluxes R, G, and B, and a color composition prism 1 as a color composition optical system that recombines the modulated color light fluxes.
And a light guide system 927 that guides the liquid crystal device 100B corresponding to the blue light flux B in the projection lens unit 6 that enlarges and projects the combined light flux on the surface of the screen 1000.

【0039】均一照明光学系923は、反射ミラー93
1を備えており、均一照明光学系923からの出射光の
光軸1aを装置前方向に向けて直角に折り曲げるように
している。この反射ミラー931を挟んでインテグレー
タレンズ921、922が直交する状態に配置されてい
る。
The uniform illumination optical system 923 includes a reflection mirror 93
1, the optical axis 1a of the light emitted from the uniform illumination optical system 923 is bent at a right angle toward the front of the apparatus. The integrator lenses 921 and 922 are arranged so as to be orthogonal to each other with the reflection mirror 931 interposed therebetween.

【0040】光源ランプ80からの出射光は、このイン
テグレータレンズ921を介してインテグレータレンズ
922を構成している各レンズの入射面上にそれぞれ2
次光源像として投写され、当該インテグレータレンズ9
22からの出射光を用いて被照明対象物が照射されるこ
とになる。
The light emitted from the light source lamp 80 passes through the integrator lens 921 to be incident on the entrance surface of each lens constituting the integrator lens 922, respectively.
Is projected as the next light source image, and the integrator lens 9
The object to be illuminated is illuminated using the light emitted from 22.

【0041】各色分離光学系924は、青緑反射ダイク
ロイックミラー941と、緑反射ダイクロイックミラー
942と、反射ミラー943から構成される。白色光束
Wは、まず、青緑反射ダイクロイックミラー941にお
いて、そこに含まれている青色光束Bおよび緑色光束G
が直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー942
の側に向かう。
Each color separation optical system 924 includes a blue-green reflecting dichroic mirror 941, a green reflecting dichroic mirror 942, and a reflecting mirror 943. First, the white light beam W is first transmitted to the blue-green reflecting dichroic mirror 941 by the blue light beam B and the green light beam G contained therein.
Is reflected at a right angle, and the green reflecting dichroic mirror 942
Head towards.

【0042】赤色光束Rはこのミラー941を通過し
て、後方の反射ミラー943で直角に反射されて、赤色
光束Rの出射部944からプリズムユニット10の側に
出射される。ミラー941において反射された青色、緑
色光束B、Gは、緑反射ダイクロイックミラー942に
おいて、緑色光束Gのみが直角に反射されて、緑色光束
Gの出射部945から色合成光学系の側に出射される。
このミラー942を通過した青色光束Bは、青色光束B
の出射部946から導光系927の側に出射される。本
例では、均一照明光学素子の白色光束Wの出射部から、
色分離光学系924における各色光束の出射部944、
945、946までの距離が全て等しくなるように設定
されている。
The red light beam R passes through the mirror 941, is reflected at a right angle by the rear reflection mirror 943, and is emitted from the emission portion 944 of the red light beam R to the prism unit 10 side. The blue and green luminous fluxes B and G reflected by the mirror 941 are reflected only at a right angle by the green reflection dichroic mirror 942, and are emitted from the emission section 945 of the green luminous flux G to the color combining optical system side. You.
The blue light flux B that has passed through the mirror 942 is a blue light flux B
Out of the light guide 927 from the light emitting portion 946 of the light emitting device. In this example, from the emission part of the white light beam W of the uniform illumination optical element,
An emission unit 944 for each color light beam in the color separation optical system 924;
The distances to 945 and 946 are all set to be equal.

【0043】色分離光学系942の赤色、緑色光束R、
Gの出射部944、945の出射側には、それぞれ集光
レンズ951、952が配置されている。したがって、
各出射部から出射した赤色、緑色光束R、Gは、これら
の集光レンズ951、952に入射して平行化される。
The red and green luminous fluxes R of the color separation optical system 942,
Condensing lenses 951 and 952 are arranged on the emission sides of the G emission sections 944 and 945, respectively. Therefore,
The red and green luminous fluxes R and G emitted from the respective emission sections are incident on these condenser lenses 951 and 952 and are parallelized.

【0044】このように平行化された赤色、緑色光束
R、Gは液晶装置100R、100Gに入射して変調さ
れ、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわ
ち、これらの液晶装置は、不図示の駆動手段によって画
像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、
ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆
動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。
一方、青色光束Bは、導光系927を介して対応する液
晶装置100Bに導かれ、ここにおいて、同様に画像情
報に応じて変調が施される。
The red and green luminous fluxes R and G thus collimated enter the liquid crystal devices 100R and 100G, are modulated, and image information corresponding to each color light is added. That is, the switching of these liquid crystal devices is controlled by driving means (not shown) in accordance with image information.
The modulation of each color light passing therethrough is performed. As such a driving means, a known means can be used as it is.
On the other hand, the blue luminous flux B is guided to the corresponding liquid crystal device 100B via the light guide system 927, where it is similarly modulated according to image information.

【0045】導光系927は、青色光束Bの出射部94
6の出射側に配置した集光レンズ954と、入射側反射
ミラー971と、出射側反射ミラー972と、これらの
反射ミラーの間に配置した中間レンズ973と、液晶装
置100Bの手前側に配置した集光レンズ953とから
構成される。各色光束の光路長、すなわち、光源ランプ
80から各液晶パネルまでの距離は青色光束Bが最も長
くなり、したがって、この光束の光量損失が最も多くな
る。しかし、導光系927を介在させることにより、光
量損失を抑制できる。よって、各色光束の光路長を実質
的に等価にすることができる。
The light guide system 927 includes a light emitting portion 94 for the blue light flux B.
6, a condenser lens 954 disposed on the exit side, an incident side reflection mirror 971, an exit side reflection mirror 972, an intermediate lens 973 disposed between these reflection mirrors, and disposed on the near side of the liquid crystal device 100B. And a condenser lens 953. The optical path length of each color light beam, that is, the distance from the light source lamp 80 to each liquid crystal panel, is the longest for the blue light beam B, and therefore, the light amount loss of this light beam is the largest. However, by interposing the light guide system 927, the light amount loss can be suppressed. Therefore, the optical path length of each color light beam can be made substantially equivalent.

【0046】次に、各液晶装置100R、100G、1
00Bを通って変調された各色光束R、G、Bは、色合
成プリズム10に入射して、ここで再合成される。この
色合成プリズム10によって合成されたカラー画像は、
投写レンズユニット6を介して所定の位置にあるスクリ
ーン1000の表面に拡大投写される。
Next, each of the liquid crystal devices 100R, 100G, 1
The color light beams R, G, B modulated through 00B enter the color combining prism 10 and are recombined here. The color image synthesized by the color synthesis prism 10 is
The image is enlarged and projected on the surface of the screen 1000 at a predetermined position via the projection lens unit 6.

【0047】このように構成された投写型表示装置1
は、本発明を適用した液晶装置100R、100G、1
00Bを備えている。液晶装置100R、100G、1
00Bは、前述したように、高精細化に起因した実効開
口率の低下の程度を少なくできるので、液晶装置100
R、100G、100Bを備えた投写型表示装置1によ
れば、充分に明るい高画質の画像をスクリーン1000
の表面に拡大投写することができる。
The projection display device 1 configured as described above
Are liquid crystal devices 100R, 100G, 1
00B. Liquid crystal devices 100R, 100G, 1
00B, as described above, can reduce the degree of reduction in the effective aperture ratio due to higher definition,
According to the projection display apparatus 1 provided with R, 100G, and 100B, a sufficiently bright high-quality image can be displayed on the screen 1000.
Can be enlarged and projected on the surface of the camera.

【0048】[実施の形態2]図7には実施の形態2に
係る液晶装置101の断面図を示してある。なお、図7
において前述した液晶装置100と共通する部分につい
ては、同符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 7 is a sectional view of a liquid crystal device 101 according to a second embodiment. FIG.
The same reference numerals are given to portions common to the above-described liquid crystal device 100 and description thereof is omitted.

【0049】図7に示すように、本例の液晶装置101
において、一対のマイクロレンズ基板221、222
は、スペーサー251によって空気層250を介して相
互に固定されており、スペーサー251によって基板間
のキャップが均一に保持されている。スペーサー251
としては、例えば、一定の径を有する粒子を含んだ樹脂
層で形成することができる。また、スペーサー251
は、ドライエッチング等によってマイクロレンズ基板2
21にマイクロレンズアレイ262を形成する際、また
は、ドライエッチング等によってマイクロレンズ基板2
22にマイクロレンズアレイ264を形成する際に、マ
イクロレンズ基板221またはマイクロレンズ基板22
2に一体形成するようにしても良い。このようにスペー
サー251を一方のマイクロレンズ基板221または2
22に一体形成するようにすれば、部品点数の増加を防
ぐことができ、液晶装置のコスト高騰を防ぐことができ
る。
As shown in FIG. 7, the liquid crystal device 101 of this embodiment
, The pair of microlens substrates 221 and 222
Are fixed to each other via the air layer 250 by the spacer 251, and the cap between the substrates is uniformly held by the spacer 251. Spacer 251
Can be formed, for example, by a resin layer containing particles having a certain diameter. Also, the spacer 251
Is the micro lens substrate 2 by dry etching or the like.
When the microlens array 262 is formed on the microlens substrate 21 or by dry etching or the like,
When forming the microlens array 264 on the microlens substrate 22 or the microlens substrate 22
2 may be integrally formed. As described above, the spacer 251 is attached to one of the microlens substrates 221 or 2.
If the liquid crystal device is formed integrally with the liquid crystal device 22, it is possible to prevent an increase in the number of components and to prevent a rise in the cost of the liquid crystal device.

【0050】なお、それぞれのマイクロレンズ261、
263は、マイクロレンズ基板221、マイクロレンズ
261、空気層250、マイクロレンズ263、マイク
ロレンズ基板222を通った光が画素開口部180に集
光するように、その光学特性が付与されている。また、
各マイクロレンズ261から出射された光Lに生じてい
る収差を相殺する収差を与えるように、その光学特性が
付与されている。
Each micro lens 261,
263 is provided with optical characteristics such that light passing through the microlens substrate 221, the microlens 261, the air layer 250, the microlens 263, and the microlens substrate 222 is focused on the pixel opening 180. Also,
The optical characteristics are given so as to give an aberration that cancels out the aberration occurring in the light L emitted from each microlens 261.

【0051】このように構成した液晶装置101におい
ても、光入射側のマイクロレンズ基板221のマイクロ
レンズ261から出射された光Lを、光出射側のマイク
ロレンズ基板222のマイクロレンズ263で屈折させ
て画素開口部180に集光させるので、曲率半径の小さ
いマイクロレンズを用いなくても、実質的な焦点距離を
短くでき、画素開口部180に微小な光スポットを形成
することができる。また、光入射側のマイクロレンズ基
板221の各マイクロレンズ261から出射された光L
には少なからず収差が生じているが、光出射側のマイク
ロレンズ基板222に形成された各マイクロレンズ26
3によって、その光Lが持つ収差とは相反する収差が付
与され、収差の少ない状態で画素開口部180に光を集
光することができる。従って、本例の液晶装置101が
開口率の低下が顕著な高精細化された液晶装置であって
も、その画素開口部に対して光を効率良く照射すること
ができ、明るい表示画像が得られる。
In the liquid crystal device 101 configured as above, the light L emitted from the microlens 261 of the microlens substrate 221 on the light incident side is refracted by the microlens 263 of the microlens substrate 222 on the light emission side. Since the light is focused on the pixel opening 180, the substantial focal length can be shortened without using a microlens having a small radius of curvature, and a minute light spot can be formed on the pixel opening 180. Also, the light L emitted from each microlens 261 of the microlens substrate 221 on the light incident side
Each of the microlenses 26 formed on the microlens substrate 222 on the light emission side has some aberrations.
Due to 3, aberration contradictory to the aberration of the light L is given, and the light can be condensed on the pixel opening 180 with little aberration. Therefore, even if the liquid crystal device 101 of this example is a high-definition liquid crystal device in which the aperture ratio is significantly reduced, light can be efficiently radiated to the pixel openings, and a bright display image can be obtained. Can be

【0052】これに加えて、本例の液晶装置101で
は、次のような効果を得ることができる。2つのマイク
ロレンズ基板221、222の間に接着剤が介在してい
る場合には、一般的にマイクロレンズ基板221、22
2と接着剤との屈折率が比較的小さいので、画素開口部
180に光を十分に集光するためには、比較的小さな曲
率半径のマイクロレンズを形成する必要がある。これに
対して、本例の液晶装置101では、一対のマイクロレ
ンズ基板221、222の間に空気層250が介在さ
せ、マイクロレンズ基板221、222と空気層250
との屈折率の差を比較的大きくしてある。このため、比
較的曲率半径の大きなマイクロレンズを採用しても、画
素開口部180に対して光を十分に集光することができ
る。
In addition to this, the liquid crystal device 101 of the present embodiment can provide the following effects. When an adhesive is interposed between the two microlens substrates 221 and 222, the microlens substrates 221 and 22 are generally used.
Since the refractive index between the adhesive 2 and the adhesive is relatively small, it is necessary to form a microlens having a relatively small radius of curvature in order to sufficiently condense light on the pixel opening 180. On the other hand, in the liquid crystal device 101 of this example, the air layer 250 is interposed between the pair of microlens substrates 221 and 222, and the microlens substrates 221 and 222 and the air layer 250
Is relatively large. For this reason, even if a microlens having a relatively large radius of curvature is employed, light can be sufficiently focused on the pixel openings 180.

【0053】なお、光利用効率を向上させるため、マイ
クロレンズアレイ262、264の表面には反射防止膜
を形成しておくことが好ましい。
It is preferable that an anti-reflection film is formed on the surfaces of the microlens arrays 262 and 264 in order to improve the light use efficiency.

【0054】[実施の形態3]図8には実施の形態3に
係る液晶装置102の断面図を示してある。なお、図8
において前述した液晶装置100と共通する部分につい
ては、同符号を付して説明を省略する。
Third Embodiment FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal device 102 according to a third embodiment. FIG.
The same reference numerals are given to portions common to the above-described liquid crystal device 100 and description thereof is omitted.

【0055】図8に示すように、本例の液晶装置102
において、一対のマイクロレンズ基板321、322
は、それぞれに形成されたマイクロレンズアレイ36
2、364が光出射面側となるように配置されている。
光入射側のマイクロレンズ基板321では、そのマイク
ロレンズアレイ362が形成された面は接着層350を
介して光出射側のマイクロレンズ基板322のマイクロ
レンズアレイ364が形成されていない面に固定されて
いる。また、光出射側のマイクロレンズ基板322で
は、そのマイクロレンズアレイ364が形成された面は
接着層351によって平坦化されている。本例では、こ
の接着層351の表面にブラックマトリクス170が形
成されている。
As shown in FIG. 8, the liquid crystal device 102 of this embodiment
, A pair of microlens substrates 321 and 322
Is the micro lens array 36 formed on each
2, 364 are arranged on the light emitting surface side.
In the microlens substrate 321 on the light incident side, the surface on which the microlens array 362 is formed is fixed to the surface on which the microlens array 364 of the microlens substrate 322 on the light emission side is not formed via the adhesive layer 350. I have. In the microlens substrate 322 on the light emission side, the surface on which the microlens array 364 is formed is flattened by the adhesive layer 351. In this example, the black matrix 170 is formed on the surface of the adhesive layer 351.

【0056】このように構成された本例の液晶装置10
2において、対極側からマイクロレンズ基板321に入
射した光Lは、マイクロレンズアレイ362の各マイク
ロレンズ361で屈折し、接着層350、マイクロレン
ズ基板322を通って、当該マイクロレンズ基板322
の対応するマイクロレンズ363に集光する。そして、
マイクロレンズ363から対応する画素開口部180に
向けて出射される。
The liquid crystal device 10 of the present embodiment thus configured
2, the light L incident on the microlens substrate 321 from the counter electrode side is refracted by each microlens 361 of the microlens array 362, passes through the adhesive layer 350 and the microlens substrate 322, and passes through the microlens substrate 322.
Is focused on the corresponding microlens 363. And
The light is emitted from the micro lens 363 toward the corresponding pixel opening 180.

【0057】本例の液晶装置102においても、ブラッ
クマトリクス170に遮光されることなく、画素開口部
180に効率良く光を照射することができる。この結
果、開口率の低下が顕著な高精細化された液晶装置であ
っても、本例の構成を適用すれば、その画素開口部に対
して光を効率良く導くことができ、明るい表示画像を得
ることができる。
Also in the liquid crystal device 102 of this embodiment, light can be efficiently irradiated to the pixel openings 180 without being blocked by the black matrix 170. As a result, even in a high definition liquid crystal device in which the aperture ratio is remarkably reduced, if the configuration of this example is applied, light can be efficiently guided to the pixel openings, and a bright display image can be obtained. Can be obtained.

【0058】これに加えて、本例の液晶装置102で
は、光出射側のマイクロレンズ基板322に形成された
マイクロレンズアレイ364を光出射面側に向くように
配置して、各マイクロレンズ363から出射された光の
広がりを少なくしてある。従って、各マイクロレンズ3
63から出射された光の広がりが少ないので、装置から
出射される光の広がりも抑制できる。従って、本例の液
晶装置102を投写型表示装置のライトバルブとして採
用すると、投写レンズに呑み込まれる光量を増やすこと
ができ、より明るい投写画像を得ることができる。
In addition to this, in the liquid crystal device 102 of this embodiment, the microlens array 364 formed on the microlens substrate 322 on the light emission side is arranged so as to face the light emission surface side. The spread of the emitted light is reduced. Therefore, each micro lens 3
Since the spread of the light emitted from 63 is small, the spread of the light emitted from the device can also be suppressed. Therefore, when the liquid crystal device 102 of this example is employed as a light valve of a projection display device, the amount of light swallowed by the projection lens can be increased, and a brighter projected image can be obtained.

【0059】ここで、本例の液晶装置102において、
接着層351は、光出射側のマイクロレンズ基板322
にマイクロレンズアレイ364を形成した後、当該マイ
クロレンズアレイ364の表面に接着剤を塗布し、その
表面を平坦化して硬化することにより形成することがで
きる。この時、マイクロレンズアレイ364による凹凸
が生じない程度の厚さの接着層351を形成することが
好ましい。
Here, in the liquid crystal device 102 of this embodiment,
The adhesive layer 351 is formed on the microlens substrate 322 on the light emission side.
After the microlens array 364 is formed, an adhesive is applied to the surface of the microlens array 364, and the surface is flattened and cured to form the microlens array 364. At this time, it is preferable to form the adhesive layer 351 with a thickness that does not cause unevenness due to the microlens array 364.

【0060】接着剤としては、紫外線などの光によって
硬化する光硬化型の接着剤や、熱によって硬化する熱硬
化型の接着剤を用いることができる。なお、光硬化型の
接着剤は短時間で硬化させることができるので、硬化時
間を考慮した場合には、熱硬化型より光硬化型の接着剤
を採用する方が有利である。
As the adhesive, a photo-curing adhesive that is cured by light such as ultraviolet light or a thermosetting adhesive that is cured by heat can be used. In addition, since the photocurable adhesive can be cured in a short time, it is more advantageous to use a photocurable adhesive than a thermosetting adhesive in consideration of the curing time.

【0061】平坦な接着層351を形成するためには、
例えば、比較的流動性の高い接着剤を用いれば良い。ま
た、マイクロレンズ基板322を高速で回転させながら
接着剤を塗布する、所謂スピンコート法によって接着剤
をマイクロレンズ基板322に塗布すれば良い。
In order to form a flat adhesive layer 351,
For example, an adhesive having relatively high fluidity may be used. Further, the adhesive may be applied to the microlens substrate 322 by a so-called spin coating method in which the adhesive is applied while rotating the microlens substrate 322 at high speed.

【0062】さらに別の方法としては、まず、マイクロ
レンズ基板322の表面に接着剤を塗布する。次に、そ
の接着剤の上に、研磨等により平坦化された表面に接着
剤がつかないような処理を施した平坦化部材を載置す
る。次に、平坦化部材とマイクロレンズ基板322とを
摺り合わせて、接着剤の表面を平坦化する。最後に、接
着剤を硬化させ、平坦化部材を取り除くと、平坦化され
た接着層351が形成される。この時使用する平坦化部
材としては、光透過性を有する材料から形成されたもの
であることが望ましく、このような平坦化部材を用いれ
ば、光硬化型の接着剤を用いた場合には光照射面積を大
きくでき、硬化時間の短縮化を図ることができる。
As still another method, first, an adhesive is applied to the surface of the microlens substrate 322. Next, a flattening member is placed on the adhesive, which has been subjected to a treatment that prevents the adhesive from sticking to the surface flattened by polishing or the like. Next, the surface of the adhesive is flattened by sliding the flattening member and the microlens substrate 322. Finally, when the adhesive is cured and the flattening member is removed, a flattened adhesive layer 351 is formed. The flattening member used at this time is desirably formed of a material having a light transmitting property. When such a flattening member is used, when a light-curing adhesive is used, light is hardened. The irradiation area can be increased, and the curing time can be shortened.

【0063】[その他の実施の形態]なお、投写型表示
装置1は、投写面を観察する側から投写を行う全面投写
型表示装置であるが、本発明の液晶装置は、投写面を観
察する側とは反対の方向から投写を行う背面投写型表示
装置にも適用可能である。また、先に述べた実施形態で
は、実施形態1に係る液晶装置100を投写型表示装置
のライトバルブとして採用した例を挙げたが、実施形態
2、3に係る液晶装置101、102をかわりに採用し
ても良い。
[Other Embodiments] The projection display device 1 is a full-surface projection display device that performs projection from the side where the projection surface is observed, but the liquid crystal device of the present invention observes the projection surface. The present invention is also applicable to a rear projection display device that performs projection from a direction opposite to the side. Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the liquid crystal device 100 according to the first embodiment is employed as a light valve of a projection display device, but instead of the liquid crystal devices 101 and 102 according to the second and third embodiments. You may adopt it.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶装置
では、2枚のマイクロレンズ基板を用いて、複数のマイ
クロレンズの曲率半径を小さくすることなく、実質的な
焦点距離を短くするようにしている。従って、画素開口
部における光スポットを小さくすることができ、ブラッ
クマトリックスに妨げられることなく、画素開口部に対
して光を効率良く照射することができる。また、マイク
ロレンズの曲率半径を小さくしなくても良いので、収差
の少ない状態で光を画素開口部に集光できる。従って、
開口率の低下が顕著な高精細化された液晶装置であって
も、画素開口部に導かれる光量を増やすことができ、実
効開口率を高めて十分に明るい表示画像を得ることがで
きる。
As described above, the liquid crystal device of the present invention uses two microlens substrates to shorten the substantial focal length without reducing the radius of curvature of a plurality of microlenses. I have to. Therefore, the light spot at the pixel opening can be reduced, and the pixel opening can be efficiently irradiated with light without being hindered by the black matrix. Further, since it is not necessary to reduce the radius of curvature of the microlens, light can be focused on the pixel opening with little aberration. Therefore,
Even in a high-definition liquid crystal device in which the aperture ratio is significantly reduced, the amount of light guided to the pixel aperture can be increased, and a sufficiently bright display image can be obtained by increasing the effective aperture ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の概略断
面構成図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a liquid crystal device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1に示す液晶装置が組み込まれた投写型表示
装置の外観形状を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an external shape of a projection display device in which the liquid crystal device shown in FIG. 1 is incorporated.

【図3】図2に示す投写型表示装置の内部構成を示す概
略平面構成図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the internal configuration of the projection display device shown in FIG. 2;

【図4】図3のA−A線における概略断面構成図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional configuration diagram taken along line AA of FIG. 3;

【図5】光学ユニットと投写レンズユニットの部分を取
り出して示す概略平面構成図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the optical unit and the projection lens unit.

【図6】光学ユニットに組み込まれている光学系を示す
概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an optical system incorporated in the optical unit.

【図7】本発明の実施の形態2に係る液晶装置の概略断
面構成図である。
FIG. 7 is a schematic sectional configuration diagram of a liquid crystal device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態3に係る液晶装置の概略断
面構成図である。
FIG. 8 is a schematic sectional configuration diagram of a liquid crystal device according to Embodiment 3 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 投写型表示装置 6 投写レンズユニット 7 電源ユニット 8 光源ランプユニット 9 光学ユニット 10 色合成プリズム 1000 投写面 921、922 インテグレータレンズ 923 均一照明光学系 924 色分離光学系 100、100R、100G、100B、101、10
2 液晶装置 110 基板 120 対向基板 121、122、221、222、321、322 マ
イクロレンズ基板 130 液晶層 140 シール材 150、350、351 接着層 161、163、261、263、361、363 マ
イクロレンズ 162、164、262、264、362、364 マ
イクロレンズアレイ 170 ブラックマトリクス 180 画素開口部 251 スペーサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection display apparatus 6 Projection lens unit 7 Power supply unit 8 Light source lamp unit 9 Optical unit 10 Color synthesis prism 1000 Projection surface 921, 922 Integrator lens 923 Uniform illumination optical system 924 Color separation optical system 100, 100R, 100G, 100B, 101 , 10
2 Liquid crystal device 110 Substrate 120 Counter substrate 121, 122, 221, 222, 321, 322 Micro lens substrate 130 Liquid crystal layer 140 Sealant 150, 350, 351 Adhesive layer 161, 163, 261, 263, 361, 363 Micro lens 162, 164, 262, 264, 362, 364 Micro lens array 170 Black matrix 180 Pixel opening 251 Spacer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の画素を
備え、一対の基板によって液晶層が挟持された液晶装置
であって、 一方の前記基板は少なくとも一方の面にマイクロレンズ
アレイが形成された一対のマイクロレンズ基板を備え、 前記一対のマイクロレンズ基板に形成された前記マイク
ロレンズアレイによって前記各画素の開口部に光を集光
することを特徴とする液晶装置。
1. A liquid crystal device comprising a plurality of pixels arranged in a matrix and having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, wherein one of the substrates has a microlens array formed on at least one surface. A liquid crystal device, comprising: a pair of microlens substrates; and condensing light on an opening of each pixel by the microlens array formed on the pair of microlens substrates.
【請求項2】 請求項1において、前記一対のマイクロ
レンズ基板は、双方の前記マイクロレンズアレイが対向
するように配置されていることを特徴とする液晶装置。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pair of microlens substrates are arranged so that both of the microlens arrays face each other.
【請求項3】 請求項2において、前記一対のマイクレ
ンズ基板の前記マイクロレンズアレイ側の面は互いに接
着されていることを特徴とする液晶装置。
3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the surfaces of the pair of microphone lens substrates on the side of the microlens array are adhered to each other.
【請求項4】 請求項2において、前記一対のマイクロ
レンズ基板は、空気層を介して互いに固定されているこ
とを特徴とする液晶装置。
4. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the pair of microlens substrates are fixed to each other via an air layer.
【請求項5】 請求項4において、前記一対のマイクロ
レンズ基板は、スペーサーを介して互いに固定されてい
ることを特徴とする液晶装置。
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the pair of microlens substrates are fixed to each other via a spacer.
【請求項6】 請求項5において、前記スペーサーは前
記マイクロレンズ基板に一体形成されていることを特徴
とする液晶装置。
6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the spacer is formed integrally with the microlens substrate.
【請求項7】 請求項2において、前記一対のマイクロ
レンズ基板は、それぞれに形成された前記マイクロレン
ズアレイが光出射面側となるように配置されていること
を特徴とする液晶装置。
7. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the pair of microlens substrates are arranged such that the microlens arrays formed on the respective microlens substrates are on the light emitting surface side.
【請求項8】 光源から出射された光束を画像情報に対
応して変調する変調手段と、当該変調手段によって変調
された光束を投写面上に拡大投写する投写手段とを有
し、前記変調手段は、請求項1乃至7のうちのいずれか
の項に記載の液晶装置であることを特徴とする投写型表
示装置。
8. A modulating means comprising: a modulating means for modulating a light beam emitted from a light source in accordance with image information; and a projecting means for enlarging and projecting the light beam modulated by the modulating means on a projection surface. Is a liquid crystal device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 請求項8において、前記光源から出射さ
れた光束を各色の光束に分離する色分離手段と、当該色
分離手段によって分離された各色の光束を画像情報に対
応して変調する複数の前記変調手段と、当該変調手段の
それぞれによって変調された各色の光束を合成する色合
成手段とを有し、当該色合成手段によって合成された光
束を前記投写手段によって投写面上に拡大投写すること
を特徴とする投写型表示装置。
9. The color separation device according to claim 8, wherein the light beam emitted from the light source is separated into light beams of respective colors, and the light beam of each color separated by the color separation device is modulated according to image information. And the color synthesizing means for synthesizing the luminous flux of each color modulated by each of the modulating means, and the light flux synthesized by the color synthesizing means is enlarged and projected on a projection surface by the projection means. A projection display device characterized by the above-mentioned.
JP9178610A 1997-07-03 1997-07-03 Liquid crystal device and projection type display device Withdrawn JPH1124060A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9178610A JPH1124060A (en) 1997-07-03 1997-07-03 Liquid crystal device and projection type display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9178610A JPH1124060A (en) 1997-07-03 1997-07-03 Liquid crystal device and projection type display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1124060A true JPH1124060A (en) 1999-01-29

Family

ID=16051468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9178610A Withdrawn JPH1124060A (en) 1997-07-03 1997-07-03 Liquid crystal device and projection type display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1124060A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6618200B2 (en) 2000-04-25 2003-09-09 Seiko Epson Corporation System and method for providing a substrate having micro-lenses
JP2005196034A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Seiko Epson Corp Light propagation structure and method of optical system, optical display device, and display method of optical display device
JP2007164050A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Nikon Corp Method of manufacturing plastic optical component, and plastic optical component and lens manufactured by the manufacturing method
US10948785B2 (en) 2019-02-15 2021-03-16 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, electronic apparatus, and method for manufacturing electro-optical device
US11137633B2 (en) 2019-02-15 2021-10-05 Seiko Epson Corporation Optical substrate, electronic apparatus, and method for manufacturing optical substrate

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6618200B2 (en) 2000-04-25 2003-09-09 Seiko Epson Corporation System and method for providing a substrate having micro-lenses
US6850368B2 (en) 2000-04-25 2005-02-01 Seiko Epson Corporation System and method for providing a substrate having micro-lenses
US7006296B2 (en) 2000-04-25 2006-02-28 Seiko Epson Corporation System and method for providing a substrate having micro-lenses
US7054066B2 (en) 2000-04-25 2006-05-30 Seiko Epson Corporation Projection display device having micro-lenses
JP2005196034A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Seiko Epson Corp Light propagation structure and method of optical system, optical display device, and display method of optical display device
JP2007164050A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Nikon Corp Method of manufacturing plastic optical component, and plastic optical component and lens manufactured by the manufacturing method
US10948785B2 (en) 2019-02-15 2021-03-16 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, electronic apparatus, and method for manufacturing electro-optical device
US11137633B2 (en) 2019-02-15 2021-10-05 Seiko Epson Corporation Optical substrate, electronic apparatus, and method for manufacturing optical substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3344635B2 (en) Color liquid crystal display
JP3799829B2 (en) Electro-optical device, manufacturing method thereof, and projection display device
JPH10232629A (en) Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device formed by using the same
JP2000098296A (en) Projection type color picture display device
US6680762B2 (en) Projection liquid crystal display apparatus wherein overall focal point of the lens is shifted to increase effective aperture ratio
JPH05249452A (en) Element and device for liquid crystal display
US5764323A (en) Transmission type display device with aspheric microlenses
JP2714939B2 (en) Projection color display
JP4096346B2 (en) Light modulation element and image projection display device
US20020113911A1 (en) Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device
JP3746905B2 (en) Image projector
JPH1124060A (en) Liquid crystal device and projection type display device
JP2008097032A (en) Micro-lens array, liquid crystal display element, and liquid crystal display device of projection-type
US6278500B1 (en) Liquid crystal device and projector display device having a specific relationship for the F-numbers of the illumination optical system
JPH1184337A (en) Liquid crystal device and projection display device
JPH08227103A (en) Projection type display device
JPH0829766A (en) Projection type color picture display device
JP2000131507A (en) Lens array plate, light valve device, projection type display device, and viewfinder device
JP3344167B2 (en) Transmissive display
JPH09114023A (en) Projection type color picture display device
JPH06222355A (en) Light valve device and display device using it
JP3633361B2 (en) Projection type LCD
JPH06242411A (en) Light valve device and display device using it
JP2002148617A (en) Liquid crystal display device
JP3738582B2 (en) Electro-optical panel and projection display device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040907