JP2003005164A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 集光装置と光源との間に空気とは異なる屈折
率を有する透明樹脂などを配することで光源からの光を
損失することなく集光装置に入射する。
【解決手段】 光源からの光をマイクロレンズアレイ３
を用いて液晶パネルの開口部に集光する構成の液晶装置
１において、光源とマイクロレンズアレイの間に空気と
異なる屈折率をもつ透明樹脂５などを配することによ
り、光源からの光を光源、及びマイクロレンズアレイ３
の基板間で損失することなく、マイクロレンズアレイに
入射することができる。このような構成にすることによ
り明るい表示を得ることができる。
(57) [Summary] (with correction) [PROBLEMS] A light collecting device without loss of light from a light source by disposing a transparent resin having a refractive index different from that of air between a light collecting device and a light source. Incident on. SOLUTION: A light from a light source is transmitted to a microlens array 3.
In the liquid crystal device 1 configured to condense light to the opening of the liquid crystal panel using the liquid crystal device, light from the light source is disposed between the light source and the microlens array by disposing a transparent resin 5 having a refractive index different from that of air. , And microlens array 3
Can be incident on the microlens array without loss between the substrates. With such a configuration, a bright display can be obtained.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、集光装置を使用し
て実効開口率の向上を図った液晶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device using a light condensing device to improve the effective aperture ratio.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置を用いた投写型表示
装置等に代表される液晶表示装置付き電子機器が注目さ
れている。そして、この種の液晶表示装置には、高性能
化、高精細化、高輝度化などの要求が高まっている。2. Description of the Related Art In recent years, electronic equipment with a liquid crystal display device such as a projection type display device using a liquid crystal display device has been attracting attention. The liquid crystal display device of this kind is required to have higher performance, higher definition, and higher brightness.
【０００３】ここで、液晶表示装置を投写型表示装置に
用いる場合、高い拡大率でも画質に荒さが目立たないよ
うに、画素数を増やす必要がある。画素数を増やすと、
液晶表示装置では、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表示
装置では、その傾向が強い。画素以外の部分には一般的
にブラックマトリックスと呼ばれる遮光層が形成され
て、画素表示に係わる画素の開口部の面積が減少する。
この結果、精細化された液晶表示装置の開口率は非常に
小さくなり、表示装置が暗くなってしまう。Here, when the liquid crystal display device is used for a projection type display device, it is necessary to increase the number of pixels so that the image quality is not noticeable even at a high enlargement ratio. If you increase the number of pixels,
In the liquid crystal display device, the area of the portion other than the pixel also increases accordingly. This tendency is particularly strong in the active matrix type liquid crystal display device. A light-shielding layer generally called a black matrix is formed in portions other than the pixels to reduce the area of the openings of the pixels related to pixel display.
As a result, the aperture ratio of the refined liquid crystal display device becomes very small, and the display device becomes dark.
【０００４】このため、従来では各画素の開口部に画素
用の集光用マイクロレンズを設け、本来、非透過部に照
射されていた光を開口部に集光させる構造が採用されて
いる。For this reason, conventionally, a structure has been adopted in which a condensing microlens for a pixel is provided in the opening of each pixel so that the light originally irradiated to the non-transmissive part is condensed in the opening.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明装
置からの光がマイクロレンズに入射する際に光源とマイ
クロレンズアレイとの間の空気層などの屈折率の違いに
より光が空気との界面で全反射し、その結果照明装置か
らの光の利用効率が低下してしまい、表示が暗くなると
いう問題点があった。However, when the light from the illuminating device enters the microlens, the light is totally absorbed at the interface with the air due to the difference in the refractive index of the air layer between the light source and the microlens array. There is a problem that the light is reflected, and as a result, the utilization efficiency of the light from the illumination device is reduced, and the display becomes dark.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶装置は、複数の光学変調素子から
なる画素部を有する液晶パネルと、前記画素部に向けて
光を出射する光源を有する照明装置と、前記液晶パネル
と前記照明装置との間に配置され、前記光源からの光を
前記画素部へ集光する集光装置とを備える構成の液晶装
置において、前記照明装置と前記集光装置とを空気とは
異なる屈折率を有する透明樹脂で固定することを特徴と
している。ここで透明樹脂は集光装置、及び照明装置を
構成する透明基板の屈折率に略等しい屈折率を有する透
明樹脂であることが好ましい。一般的な透明基板の屈折
率は１．４５〜１．６５程度である。また、集光装置を
構成する透明基板の屈折率と、照明装置を構成する透明
基板の屈折率が異なる場合は、両屈折率の中間の屈折率
を有する透明樹脂であることが好ましい。通常一般的な
ガラス層から空気層への光の出射では臨界角は４０度程
度であり、４０度以上の広角の光は全反射され、空気層
へ出射することができない。しかし、透明樹脂を用いた
この構成によれば、照明装置からの光が照明装置の基板
もしくは前記集光装置の基板界面で表面反射することを
防止し、光を損失することなく集光装置に入射すること
ができる。このような効果により光源からの光の画素開
口部への利用効率の低下を防止し、明るい表示を行うこ
とができる。In order to achieve the above object, a liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal panel having a pixel section composed of a plurality of optical modulation elements, and a light source for emitting light toward the pixel section. A illuminating device having a illuminating device, and a liquid crystal device arranged between the liquid crystal panel and the illuminating device and condensing light from the light source to the pixel section, It is characterized in that the light collecting device is fixed by a transparent resin having a refractive index different from that of air. Here, the transparent resin is preferably a transparent resin having a refractive index that is substantially equal to the refractive index of the transparent substrate that constitutes the light concentrating device and the illuminating device. The refractive index of a general transparent substrate is about 1.45 to 1.65. When the refractive index of the transparent substrate forming the light concentrating device is different from the refractive index of the transparent substrate forming the illuminating device, a transparent resin having an intermediate refractive index between the two is preferable. In the case of emitting light from a general glass layer to an air layer, the critical angle is usually about 40 degrees, and light with a wide angle of 40 degrees or more is totally reflected and cannot be emitted to the air layer. However, according to this configuration using the transparent resin, it is possible to prevent the light from the illuminating device from being surface-reflected at the substrate of the illuminating device or the interface of the substrate of the light concentrating device, so that the light concentrating device can be provided without loss of light. Can be incident. Due to such an effect, it is possible to prevent a decrease in utilization efficiency of light from the light source to the pixel opening portion and to perform bright display.
【０００７】これらの構成において、集光装置として
は、マイクロレンズアレイ(ＭＬＡ)、レンチキュラーレ
ンズアレイ、コンデンサレンズアレイまたはシリンドリ
カルレンズアレイのいずれかが好ましい。In these structures, the condenser is preferably a microlens array (MLA), a lenticular lens array, a condenser lens array or a cylindrical lens array.
【０００８】また、これらの構成において、照明装置と
しては、発光ダイオード(ＬＥＤ)素子、レーザダイオー
ド(レーザ光を発する素子)、無機エレクトロルミネセン
ス(ＥＬ)素子または有機ＥＬ素子のいずれかの発光素子
であることが好ましい。Further, in these structures, as the lighting device, a light emitting element such as a light emitting diode (LED) element, a laser diode (element emitting a laser beam), an inorganic electroluminescence (EL) element or an organic EL element. Is preferred.
【０００９】照明装置として、複数のＬＥＤ素子または
ＥＬ素子を用いる場合、これらを２次元的または３次元
的に配列した点光源アレイとすることが好ましい。こう
すると、照明装置の発光効率を比較的高くすることがで
き、消費電力を低減することができる。またコストを低
減するという効果を有する。When a plurality of LED elements or EL elements are used as the illumination device, it is preferable to form a point light source array in which these are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. With this, the luminous efficiency of the lighting device can be made relatively high, and the power consumption can be reduced. It also has the effect of reducing costs.
【００１０】また、照明装置は、導光体の少なくともひ
とつの側面に設置された前記発光素子からの光を前記導
光体へ入射させ、該導光体の一面に設けた複数の開口部
から光を出射する導光型照明装置である構成も好まし
い。この構成によれば、導光体に複数の開口部を液晶パ
ネルの画素開口部に対応して作製することで容易に点光
源を作製することができ、パターニングなどの工程を省
くことが可能であり、生産性を向上させるという効果を
有する。Further, in the illuminating device, light from the light emitting element installed on at least one side surface of the light guide is made incident on the light guide, and a plurality of openings are provided on one surface of the light guide. A configuration that is a light guide type illumination device that emits light is also preferable. According to this configuration, the point light source can be easily manufactured by forming a plurality of openings in the light guide corresponding to the pixel openings of the liquid crystal panel, and the steps such as patterning can be omitted. Yes, it has the effect of improving productivity.
【００１１】ここで、前記照明装置と前記集光装置と前
記液晶パネルとが略等しい熱膨張係数を有する透明基板
により構成されることが望ましい。この構成によれば、
使用環境温度の変化に伴う膨張による照明装置、集光装
置、液晶パネルの相対的な位置ずれを防止することがで
きるので、集光率を低下することなく、光利用効率の高
い明るい表示が可能であるという効果を有する。さらに
また、該照明装置と該集光装置と該液晶パネルとを、透
明基板と略等しい熱膨張係数を有する透明材料で接着す
ることが望ましい。この構成によれば、使用環境温度の
変化に伴う膨張による照明装置、集光装置、液晶パネル
の相対的な位置ずれを防止することが可能となる。Here, it is preferable that the illuminating device, the condensing device, and the liquid crystal panel are made of a transparent substrate having substantially the same thermal expansion coefficient. According to this configuration,
Since it is possible to prevent relative displacement of the lighting device, light collector, and liquid crystal panel due to expansion due to changes in the operating environment temperature, bright display with high light utilization efficiency is possible without lowering the light collection efficiency. Has the effect of being Furthermore, it is desirable that the illuminating device, the condensing device, and the liquid crystal panel be bonded with a transparent material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the transparent substrate. According to this configuration, it is possible to prevent relative displacement of the illumination device, the light condensing device, and the liquid crystal panel due to expansion that accompanies a change in the operating environment temperature.
【００１２】ここで前記透明材料の屈折率は前記透明基
板の屈折率に略等しいことが望ましい。この構成によれ
ば照明装置からの光を損失することなく集光装置に入射
することが可能となる。Here, the refractive index of the transparent material is preferably substantially equal to the refractive index of the transparent substrate. According to this configuration, the light from the illumination device can be incident on the light concentrating device without loss.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】[実施例１]図１(a)は、本発明の第１実施
形態に係る液晶装置のうち、液晶パネル、集光装置、照
明装置の構成を示す平面図であり、図１(b)は、液晶装
置の構成を示す断面図である。なお、図が煩雑になるの
を避けるため、図1(b)において、断面であることを示す
斜線は省略されている。Example 1 FIG. 1 (a) is a plan view showing a configuration of a liquid crystal panel, a condensing device, and a lighting device in the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. b) is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal device. Note that, in order to avoid making the drawing complicated, in FIG. 1 (b), diagonal lines indicating a cross section are omitted.
【００１５】これらの図に示されるように、第１実施形
態に係る液晶装置１は、照明装置Ｌ１、集光装置２およ
び液晶パネルＤ１を、互いに位置合わせた構成となって
いる。また、集光装置２は、画素の開口部に対応してマ
イクロレンズ３を配列したものであり、空気とは異なる
屈折率を有する透明樹脂５により照明装置Ｌ１と接着さ
れている。さらに、液晶パネルＤ１は、本実施形態では
透過型である。As shown in these figures, the liquid crystal device 1 according to the first embodiment has a structure in which an illuminating device L1, a condenser device 2 and a liquid crystal panel D1 are aligned with each other. Further, the light condensing device 2 has microlenses 3 arranged corresponding to the openings of the pixels, and is bonded to the illuminating device L1 by a transparent resin 5 having a refractive index different from that of air. Further, the liquid crystal panel D1 is a transmissive type in this embodiment.
【００１６】ここで、照明装置Ｌ１、集光装置２および
液晶パネルＤ１は、熱膨張係数の略等しい透明基板を用
いて作製されることが好ましい。さらに、集光装置２と
液晶パネルＤ１とは、それらの外周部(非表示領域)にお
いて、熱膨張係数が液晶パネルを構成する基板と略等し
い透明接着剤(図示省略)で接着(接合)されている。さら
に、照明装置Ｌ１と集光装置２とは、それらの外周部
(非表示領域)において、その熱膨張係数が照明装置を構
成する基板と略等しい透明接着剤（図示省略）で接着さ
れている。Here, it is preferable that the illuminating device L1, the condensing device 2 and the liquid crystal panel D1 are manufactured using transparent substrates having substantially the same thermal expansion coefficient. Further, the light collecting device 2 and the liquid crystal panel D1 are bonded (joined) to each other at their outer peripheral portions (non-display areas) with a transparent adhesive (not shown) whose thermal expansion coefficient is substantially equal to that of the substrate forming the liquid crystal panel. ing. Further, the illuminating device L1 and the light collecting device 2 are provided at their outer peripheral portions
In the (non-display area), a transparent adhesive (not shown) having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the substrate forming the lighting device is used for adhesion.
【００１７】なお、本発明では、光学変調素子としては
特に限定されず、例えばＴＮ型液晶や、ＧＨ型液晶、高
分子分散型液晶、横電界型液晶等が用いられる。In the present invention, the optical modulator is not particularly limited and, for example, TN type liquid crystal, GH type liquid crystal, polymer dispersed liquid crystal, lateral electric field type liquid crystal and the like are used.
【００１８】液晶パネルＤ１は、複数の開口部を備えた
透過型光学変調素子を有している。集光装置２における
集光素子としては、特に限定されるものではなく、例え
ば、マイクロレンズ、シリンドリカルレンズ、コンデン
サレンズ、レンチキュラーレンズ等が用いられる。集光
素子は、マイクロフレネルレンズを用いることが好まし
い。これによりマイクロレンズアレイの厚さを薄くする
ことができ、小型・軽量・薄型化に有利である。The liquid crystal panel D1 has a transmissive optical modulator having a plurality of openings. The condensing element in the condensing device 2 is not particularly limited and, for example, a microlens, a cylindrical lens, a condenser lens, a lenticular lens, or the like is used. It is preferable to use a micro Fresnel lens for the light condensing element. As a result, the thickness of the microlens array can be reduced, which is advantageous in reducing the size, weight, and thickness.
【００１９】また、マイクロレンズアレイの形成方法
は、特に限定されず、例えば、製造法としては、
ガラスに拡散されたイオン濃度の分布を利用して屈折
率勾配型のレンズとする方法や、
金型によりプラスチックあるいはガラスの表面をレン
ズ状の凹凸に形成する方法、
熱可塑性樹脂を用いてレンズの平面形状にパターン化
し、その後熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱して流動さ
せることによりパターンエッジにダレを生じさせて凸レ
ンズを形成する方法、
感光性樹脂にプロキシミティ露光を施してパターンエ
ッジにボケを生じさせ、このボケに応じて光反応生成物
の量に分布をもたせて凸レンズ形状を得る方法、
感光性樹脂に強度分布をもたせた光を照射して露光
し、光強度に応じた屈折率分布パターンを形成して微少
レンズとする方法、
感光性ガラスに対する光照射によって生じる結晶化に
伴った収縮を利用して凸レンズを形成する方法、
感光性樹脂を、アライナーを用いて所望のパターン状
に露光すると、非露光部から露光部に未反応のモノマー
が移動して露光部が盛り上がる、という現象を利用した
凸レンズ形成方法などが挙げられる。このうち、特に製
造法、、が好ましい。The method for forming the microlens array is not particularly limited. For example, as a manufacturing method, a method of forming a gradient index lens by utilizing the distribution of ion concentration diffused in glass, Method of forming the surface of plastic or glass into lens-like irregularities by a mold, patterning the planar shape of the lens using a thermoplastic resin, and then heating it above the softening point of the thermoplastic resin to make it flow to the pattern edge A method of forming a convex lens by causing sag, a method of subjecting a photosensitive resin to proximity exposure to cause pattern edge blurring, and giving a distribution to the amount of photoreaction products according to this blur to obtain a convex lens shape , The photosensitive resin is exposed by irradiating it with light having an intensity distribution, and a refractive index distribution pattern is formed according to the light intensity to form a minute lens. Method, a method of forming a convex lens by utilizing the shrinkage caused by crystallization caused by light irradiation on the photosensitive glass, and exposing the photosensitive resin in a desired pattern using an aligner There is a method of forming a convex lens that utilizes the phenomenon that unreacted monomer moves and the exposed portion rises. Of these, the manufacturing method is particularly preferable.
【００２０】なお、マイクロレンズ３の平面視での形状
(平面形状)および寸法などは、特に限定されず、例え
ば、液晶パネルＤ１側の画素形状などに応じて適宜設定
される。マイクロレンズ３の平面視での形状としては、
液晶パネルＤ１の画素形状の相似形状が好ましく、例え
ば、長方形、正方形などの角形や、円形などが挙げられ
る。マイクロレンズアレイの構成材料の屈折率は高いほ
ど好ましい。なお一般的な光学材料の屈折率は１．４５
〜１．６５程度である。The shape of the microlens 3 in plan view
The (planar shape) and dimensions are not particularly limited, and are appropriately set according to, for example, the pixel shape on the liquid crystal panel D1 side. As the shape of the microlens 3 in plan view,
A similar shape to the pixel shape of the liquid crystal panel D1 is preferable, and examples thereof include a rectangular shape such as a rectangular shape and a square shape, and a circular shape. The higher the refractive index of the constituent material of the microlens array, the more preferable. The refractive index of a general optical material is 1.45.
It is about 1.65.
【００２１】マイクロレンズアレイおよび保護ガラス８
は、それぞれ、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どの各種樹脂や、各種ガラスで構成されている。なお、
マイクロレンズアレイの構成材料と保護ガラス８の構成
材料とは、同一でもよく、異なっていてもよい。Microlens array and protective glass 8
Are made of various resins such as acrylic resin and epoxy resin, and various glasses. In addition,
The constituent material of the microlens array and the constituent material of the protective glass 8 may be the same or different.
【００２２】また、マイクロレンズアレイは、保護ガラ
ス８と透明材料などで接着して作製してもよく、直接液
晶パネル基板に接着されてもよい。さらにまた、マイク
ロレンズアレイと保護ガラス８と透明材料とは、熱膨張
係数の略等しい材料により作製されることが好ましい。The microlens array may be produced by adhering it to the protective glass 8 with a transparent material or the like, or may be directly adhered to the liquid crystal panel substrate. Furthermore, it is preferable that the microlens array, the protective glass 8 and the transparent material are made of materials having substantially the same thermal expansion coefficient.
【００２３】くわえて、マイクロレンズアレイは、保護
ガラス８との間に窒素などの気体を封入し、保護ガラス
８と接着し作製されてもよい。In addition, the microlens array may be manufactured by enclosing a gas such as nitrogen between it and the protective glass 8 and adhering it to the protective glass 8.
【００２４】画素照明用素子４としては特に限定される
ものではなく、例えばＬＥＤ素子、レーザ光を発する素
子、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子などが用いられる。こ
こで、画素照明用素子４としてＬＥＤ素子を用いる場合
には、発光効率を比較的高くすることができ、またコス
トを低減することができる。さらに画素照明用素子４と
して無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子を用いる場合には、Ｅ
Ｌ素子はそのパターニングが容易であり、その製造を容
易に行うことができ、量産性に優れる。The pixel illuminating element 4 is not particularly limited and, for example, an LED element, an element which emits a laser beam, an inorganic EL element, an organic EL element or the like is used. Here, when an LED element is used as the pixel illuminating element 4, the luminous efficiency can be made relatively high and the cost can be reduced. Further, when an inorganic EL element or an organic EL element is used as the pixel lighting element 4, E
The L element is easy to pattern, can be easily manufactured, and is excellent in mass productivity.
【００２５】以下液晶パネルＤ１の構造を具体的に説明
する。図２は液晶パネルＤ１の構成を模式的に表した構
造図である。液晶パネルＤ１は、透明な基板１０と、基
板１０の図２中下側表面に形成され、図２の紙面に対し
て垂直な方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極
１１と、基板９の下側に所定距離離間するように配置さ
れた透明な基板１２と、基板１２の図２中上側の表面に
形成されたブラックマトリクス１４および複数の図２中
横方向に沿って並設された帯状の透明電極と、基板と基
板との間に設けられ、液晶を含有する液晶層１３と透明
電極と透明電極との交差部に対応する複数のスイッチン
グ素子(図示しない)とを有している。The structure of the liquid crystal panel D1 will be specifically described below. FIG. 2 is a structural diagram schematically showing the configuration of the liquid crystal panel D1. The liquid crystal panel D1 includes a transparent substrate 10, a plurality of strip-shaped transparent electrodes 11 formed on the lower surface of the substrate 10 in FIG. 2, and arranged in parallel along a direction perpendicular to the paper surface of FIG. A transparent substrate 12 is arranged below the substrate 9 so as to be separated from the substrate 9 by a predetermined distance, a black matrix 14 formed on the upper surface of the substrate 12 in FIG. And a plurality of switching elements (not shown) corresponding to the intersections of the liquid crystal layer 13 containing the liquid crystal and the transparent electrodes and the transparent electrodes, which are provided between the substrates. ing.
【００２６】透明電極１１と透明電極１５とは、略直行
しており、これらの各交差部(交差部の近傍の部分も含
む)が、それぞれ、１画素に相当する。The transparent electrode 11 and the transparent electrode 15 are substantially orthogonal to each other, and each intersecting portion (including a portion near the intersecting portion) corresponds to one pixel.
【００２７】透明電極１１および１５との間で充放電を
行うことにより、液晶層１３の液晶が駆動される。この
透明電極１１および１５は、それぞれ、例えば、インジ
ウムティンオキサイド(ＩＴＯ)等で構成される。By charging and discharging between the transparent electrodes 11 and 15, the liquid crystal of the liquid crystal layer 13 is driven. The transparent electrodes 11 and 15 are each made of, for example, indium tin oxide (ITO) or the like.
【００２８】ブラックマトリクス１４には、複数の開口
部１６が行列状に形成されている。この開口部１６は、
透明電極１１と透明電極１５との交差部に位置し、１画
素に対応している。この開口部１６により、液晶パネル
Ｄ１の透光窓部(光が透過し得る部分)が構成される。A plurality of openings 16 are formed in a matrix in the black matrix 14. This opening 16 is
It is located at the intersection of the transparent electrode 11 and the transparent electrode 15, and corresponds to one pixel. The opening 16 constitutes a light-transmitting window portion (a portion through which light can pass) of the liquid crystal panel D1.
【００２９】[実施例２]次に、本発明の第２実施形態に
ついて説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る
液晶装置の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、
図が煩雑になるのを避けるため、図３において、断面で
あることを示す斜線は省略されている。また、説明の重
複を避けるため、第２実施形態に係る液晶装置１につい
ては、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明
し、同様の事項については、その説明を省略することに
する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a vertical sectional view schematically showing the configuration of the liquid crystal device according to the second embodiment of the invention. In addition,
In order to avoid making the figure complicated, in FIG. 3, the diagonal lines indicating the cross section are omitted. Further, in order to avoid duplication of description, the liquid crystal device 1 according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the above-described first embodiment, and the description of the same matters will be omitted. To do.
【００３０】図３に示す液晶装置１は、半透過半反射型
液晶装置であって、前述した第１実施形態の透過型液晶
パネルＤ１を、半透過半反射型の液晶パネルＤ２に代え
たものであり、第１実施形態のブラックマトリクス６を
反射膜１７に代えたものである。照明装置としては、複
数の発光素子１８からなる点光源アレイであって、前述
した第１実施形態の照明装置Ｌ１を点光源アレイ照明装
置Ｌ２に代えたものである。また、赤色の光を発する赤
色発光素子と、緑色の光を発する緑色発光素子と、青色
の光を発する青色発光素とを単位ユニットとする少なく
とも１つ以上の発光ユニットからなる発光素子でもよ
い。また複数の発光素子を２次元的に配列したものでも
よく、また立体的に配列してもよい。A liquid crystal device 1 shown in FIG. 3 is a semi-transmissive / semi-reflective liquid crystal device in which the transmissive liquid crystal panel D1 of the first embodiment is replaced with a semi-transmissive / semi-reflective liquid crystal panel D2. The black matrix 6 of the first embodiment is replaced with the reflective film 17. The lighting device is a point light source array including a plurality of light emitting elements 18, and the lighting device L1 of the first embodiment described above is replaced with a point light source array lighting device L2. Further, the light emitting element may include at least one light emitting unit including a red light emitting element that emits red light, a green light emitting element that emits green light, and a blue light emitting element that emits blue light as a unit unit. Also, a plurality of light emitting elements may be arranged two-dimensionally, or may be arranged three-dimensionally.
【００３１】液晶装置としては複数の発光素子からの光
を、１つまたは複数の画素へ集光するように構成されて
いてもよく、ひとつの発光素子からの光を複数の画素へ
集光するように構成されていてもよい。The liquid crystal device may be configured to collect the light from a plurality of light emitting elements to one or a plurality of pixels, and collect the light from one light emitting element to a plurality of pixels. It may be configured as follows.
【００３２】複数の発光素子からの光を、１つまたは複
数の画素へ集光する場合、特に該各色発光素子からの光
を対応する各色画素へ集光するのに有利である。１つの
発光素子からの光を複数の画素へ集光する場合、発光素
子からの光を特に図示しない分光手段を用いて分光すれ
ば、各色画素へ集光が有利となる。When the light from a plurality of light emitting elements is focused on one or a plurality of pixels, it is particularly advantageous to focus the light from each color light emitting element on a corresponding color pixel. When the light from one light emitting element is condensed to a plurality of pixels, if the light from the light emitting element is dispersed using a spectroscopic unit (not shown), it is advantageous to condense the light to each color pixel.
【００３３】この第２実施形態に係る液晶装置１によれ
ば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。According to the liquid crystal device 1 of the second embodiment, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained.
【００３４】ここで、本発明者は、実施形態における接
着を行った液晶装置と、空気層を介して接着を行った液
晶装置とにおいてパネル上で輝度を測定した。この測定
の際、照明装置として電圧５V印加時、３００cd/m２の
輝度を有する複数の有機ＥＬ素子が２次元的に配列して
なる点光源アレイを用いた。また、参考のため、集光装
置を省いた液晶装置も測定した。Here, the present inventor measured the brightness on the panel in the liquid crystal device bonded in the embodiment and the liquid crystal device bonded in the air layer. At the time of this measurement, a point light source array in which a plurality of organic EL elements having a luminance of 300 cd / m 2 when the voltage of 5 V was applied was two-dimensionally arranged was used as an illumination device. For reference, a liquid crystal device without the light collector was also measured.
【００３５】図４は、接着方法を変えて構成された液晶
装置における液晶パネル上での輝度及び光の利用効率を
示す図である。このグラフより空気層を介して接着され
た液晶装置では、光源からの光利用効率は約９％程度で
あるのに対し、本実施形態での接着方法を用いた場合、
光利用効率は約１３％と格段に向上して、空気層を介し
て接着された場合と比較して４０％程度の光利用効率向
上の効果が示された。FIG. 4 is a diagram showing the utilization efficiency of luminance and light on the liquid crystal panel in the liquid crystal device constructed by changing the bonding method. According to this graph, in the liquid crystal device adhered via the air layer, the light utilization efficiency from the light source is about 9%, whereas when the adhering method according to the present embodiment is used,
The light utilization efficiency was remarkably improved to about 13%, and the effect of improving the light utilization efficiency by about 40% was shown as compared with the case of being bonded through the air layer.
【００３６】なお、本発明は、液晶装置を図示の各実施
形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定され
るものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任
意の構成のものに置換することができる。例えば、実施
形態では、光学変調パネルとして、透過型の液晶パネル
または半透過半反射型の液晶パネルを用いているが、本
発明では、光学変調素子は液晶パネルには限定されな
い。Although the present invention has been described based on the illustrated embodiments of the liquid crystal device, the present invention is not limited to these embodiments, and the configuration of each part may be any configuration having the same function. Can be replaced with one. For example, in the embodiment, a transmissive liquid crystal panel or a transflective liquid crystal panel is used as the optical modulation panel, but in the present invention, the optical modulation element is not limited to the liquid crystal panel.
【００３７】また、本発明の液晶装置は、複数色を表示
し得る表示装置、例えばフルカラーの表示装置であって
もよく、また、モノクロの表示装置であってもよい。Further, the liquid crystal device of the present invention may be a display device capable of displaying a plurality of colors, for example, a full-color display device or a monochrome display device.
【００３８】また本発明の液晶装置は、例えば、ラップ
トップ型パーソナルコンピュータやノート型パーソナル
コンピュータなどのモニタ(ディスプレイ)のほか、テレ
ビジョンのモニタ、テレビ電話のモニタ、さらには携帯
電話(PHSを含む)や、電子手帳、電子辞書、電子カメラ
(デジタルカメラ)、ビデオカメラ、ヘッドマウンドディ
スプレイなどの携帯電子機器用モニタなどの直視型表示
装置、プロジェクターなどの投写型表示装置に適用する
ことができる。The liquid crystal device of the present invention includes, for example, a monitor (display) of a laptop personal computer or a notebook personal computer, a television monitor, a videophone monitor, and a mobile telephone (PHS). ), Electronic notebook, electronic dictionary, electronic camera
The present invention can be applied to direct-view display devices such as (digital cameras), video cameras, and monitors for mobile electronic devices such as head-mounted displays, and projection display devices such as projectors.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明装置からの光を損失することなく集光装置に入射し、
明るい表示を得ることができる。As described above, according to the present invention, the light from the illuminating device enters the light collecting device without loss,
You can get a bright display.
【図１】 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の構成
を模式的に示す構造図である。FIG. 1 is a structural diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal device according to a first embodiment of the invention.
【図２】 本発明における液晶パネルの構成を模式的に
表す構造図である。FIG. 2 is a structural diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal panel in the present invention.
【図３】 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の構成
を模式的に示す断面構造図である。FIG. 3 is a cross-sectional structural view schematically showing the configuration of a liquid crystal device according to a second embodiment of the invention.
【図４】 本発明における透明樹脂を使って接着した場
合と透明樹脂を使わないで接着した場合の光利用効率を
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the light use efficiency in the case of bonding using a transparent resin and in the case of bonding without using a transparent resin in the present invention.
１……液晶装置 ２……集光装置 ３……マイクロレンズ ４……画素照明用素子 ５……透明樹脂 ６、１４……ブラックマトリクス ７、１６……開口部 ８……保護ガラス ９……透明樹脂 １０……基板 １１……透明電極 １２……基板 １３……液晶層 １５……透明電極 １７……反射膜 １８……点光源 Ｄ１……透過型液晶パネル Ｄ２……半透過反射液晶パネル Ｌ１……照明装置 Ｌ２……点光源アレイ照明装置 1 ... Liquid crystal device 2 ... Light collector 3 ... Micro lens 4 ... Pixel illumination element 5: Transparent resin 6, 14 ... Black matrix 7, 16 ... Opening 8 ... Protective glass 9: Transparent resin 10 ... Board 11 ... Transparent electrode 12 ... substrate 13 ... Liquid crystal layer 15: Transparent electrode 17 ... Reflective film 18 ... Point light source D1 ... Transmissive liquid crystal panel D2 ... Semi-transmissive reflective liquid crystal panel L1 ... Lighting device L2: Point light source array lighting device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｍ Ｆターム(参考） 2H091 FA14Y FA23Z FA28Z FA29Z FA35Y FA44Z FA45Z FA46Z FD06 FD14 GA13 GA17 HA06 HA07 HA08 JA02 LA30 MA07 5F041 AA03 DA13 DA43 DA77 DA82 DA92 DB08 FF06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 33/00 H01L 33/00 MF term (reference) 2H091 FA14Y FA23Z FA28Z FA29Z FA35Y FA44Z FA45Z FA46Z FD06 FD14 GA13 GA17 HA06 HA07 HA08 JA02 LA30 MA07 5F041 AA03 DA13 DA43 DA77 DA82 DA92 DB08 FF06
Claims (10)
する液晶パネルと、 前記画素部に向けて光を出射する光源を有する照明装置
と、 前記液晶パネルと前記照明装置との間に配置され、前記
光源からの光を前記画素部へ集光する集光装置とを備え
る液晶装置において、 空気とは異なる屈折率を有する透明樹脂により前記集光
装置と前記照明装置を接着することを特徴とする液晶装
置。1. A liquid crystal panel having a pixel section including a plurality of optical modulation elements, an illuminating device having a light source that emits light toward the pixel section, and arranged between the liquid crystal panel and the illuminating device. A liquid crystal device including a light collecting device that collects light from the light source onto the pixel portion, wherein the light collecting device and the illuminating device are bonded by a transparent resin having a refractive index different from air. Liquid crystal device.
構成する透明基板の屈折率と前記証明装置を構成する透
明基板の屈折率とのほぼ中間の屈折率であることを特徴
とする請求項１に記載の液晶装置。2. The refractive index of the transparent resin is a refractive index that is approximately halfway between the refractive index of the transparent substrate that constitutes the condensing device and the refractive index of the transparent substrate that constitutes the proving device. The liquid crystal device according to claim 1.
(MLA)、レンチキュラーレンズアレイ、コンデンサレン
ズアレイまたはシリンドリカルレンズアレイのいずれか
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装
置。3. The condensing device is a microlens array
(MLA), a lenticular lens array, a condenser lens array, or a cylindrical lens array, The liquid crystal device of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
Ｄ)素子、レーザダイオード(レーザ光を発する素子)、
無機エレクトロルミネセンス(ＥＬ)素子または有機ＥＬ
素子のいずれかの発光素子であることを特徴とする請求
項１記載の液晶装置。4. The light emitting diode (LE)
D) element, laser diode (element that emits laser light),
Inorganic electroluminescence (EL) element or organic EL
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal device is any one of the light emitting devices.
はＥＬ素子を、２次元的に配列した点光源アレイである
ことを特徴とする請求項１記載の液晶装置。5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the lighting device is a point light source array in which a plurality of LED elements or EL elements are two-dimensionally arranged.
とつの側面に設置された前記発光素子からの光を前記導
光体へ入射させ、該導光体の一面に設けた複数の開口部
から光を出射する導光型照明装置であることを特徴とす
る請求項４記載の液晶装置。6. The lighting device allows a plurality of openings provided on one surface of the light guide body to allow light from the light emitting element installed on at least one side surface of the light guide body to enter the light guide body. 5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the liquid crystal device is a light guide type illumination device that emits light from the light source.
パネルとが略等しい熱膨張係数を有する透明基板により
構成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶装
置。7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the illuminating device, the condensing device, and the liquid crystal panel are formed of a transparent substrate having substantially the same coefficient of thermal expansion.
透明基板と略等しい熱膨張係数を有する透明材料によっ
て前記照明装置と前記集光装置と前記液晶パネルとが接
着されていることを特徴とする請求項１記載の液晶装
置。8. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the illuminating device, the condensing device, and the liquid crystal panel are bonded by a transparent material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the transparent substrate. The liquid crystal device according to claim 1, which is characterized in that.
パネルとが屈折率の略等しい透明基板により作製される
ことを特徴とする請求項１記載の液晶装置。9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the illuminating device, the condensing device, and the liquid crystal panel are made of a transparent substrate having substantially the same refractive index.
または半透過半反射型液晶パネルであることを特徴とす
る請求項１記載の液晶装置。10. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is a transmissive liquid crystal panel or a transflective liquid crystal panel.
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- 2001-06-19 JP JP2001185124A patent/JP2003005164A/en not_active Withdrawn
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