JPH05303072A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶プロジェクタに使用される液晶パネルの
照明光通過率を向上させながら表示画像のコントラスト
を低下させないようにする。 【構成】 照明光を液晶パネルに照射し、液晶パネル３
０に表示された像による透過光を投写レンズにより所定
のスクリーンに投写させ、像をスクリーンに表示させる
液晶プロジェクタにおいて、照明光を、液晶パネル３０
上の各画素に対応して配置された微小レンズ１８を介し
て液晶パネル３０の各画素の開口部に照射すると共に、
微小レンズ１８の近傍にカラーフィルタ３１を配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを使用して
スクリーン上に画像を投写させる液晶プロジェクタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投写型のカラー画像表示装置とし
て、液晶パネルを使用した液晶プロジェクタと称される
ものが開発されている。この液晶プロジェクタは、例え
ば図２に示すように、キセノンランプなどの光源１から
の光を反射鏡２などの光学部材により平行光線とした
後、投写する画像ｍが表示される液晶パネル１０を透過
させ、この液晶パネル１０の透過により像光を形成さ
せ、この像光を投写レンズ３によりスクリーン（図示せ
ず）に拡大投写させるものである。

【０００３】ここで、カラー画像を投写させる場合に
は、液晶パネル１０に表示される画像をカラー画像とす
る必要があり、１枚の液晶パネルでカラー画像を表示さ
せるためには、液晶パネル１０に形成された画素を、
赤，緑，青の３原色に分割し、それぞれの色の画素で投
写する画像の赤色画像，緑色画像及び青色画像を形成さ
せて、カラー画像を形成させる。

【０００４】この種の液晶パネル１０の構成の一部を図
３に断面で示すと、ガラスで形成された基板１１の上
に、各画素に対応した画素電極１２とスイッチング素子
（薄膜トランジスタ，ＴＦＴ）などの制御電極１３とが
形成される。そして、この画素電極１２と制御電極１３
とを覆うようにして液晶層１４が配され、液晶層１４の
上部に各画素毎のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５
Ｂが配置されている。この場合、カラーフィルタ１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとして、赤色のカラーフィルタ１５
Ｒと緑色のカラーフィルタ１５Ｇと青色のカラーフィル
タ１５Ｂとの３色のフィルタが用意され、所定の順序で
モザイク状に３色のフィルタが配置されている。このフ
ィルタの各色は、例えば染色により形成されている。そ
して、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの上にブ
ラックマトリクスフィルタ１６を配置し、さらにブラッ
クマトリクスフィルタ１６の上にガラスよりなる対向基
板１７を配置する。

【０００５】ここで、ブラックマトリクスフィルタ１６
は、各画素の画素電極１２以外の箇所を光が通過しない
ようにするために設けられたもので、画素電極１２の真
上だけが開口部となり、他の部分は黒色となって光を透
過させないようにしてある。即ち、例えば図３に示すよ
うに、画素電極１２の真上から入射した光ｌ₁ は、ブラ
ックマトリクスフィルタ１６の開口部を通過して液晶層
１４に達し、画素電極１２の状態により基板１１側に透
過し出力される。また、ブラックマトリクスフィルタ１
６の開口部以外に入射した光ｌ₂ は、この黒色の遮光部
で遮られて制御電極１３まで到達せず、画素電極１２以
外の箇所を光が透過することがないようにしてある。

【０００６】このようにしてブラックマトリクスフィル
タ１６が設けてあることで、液晶パネル１０に形成され
た画素部分だけを光が通過するようになり、表示画像の
コントラストが良好になり、上述した液晶プロジェクタ
に使用した場合には、投写される像光が良好なものにな
る。

【０００７】ところで、このように液晶パネル１０にブ
ラックマトリクスフィルタ１６が設けてあると、それだ
け液晶パネル１０を透過する光が制限されることにな
り、スクリーンに投写される光の照度が落ちる不都合が
あった。例えば、ブラックマトリクスフィルタ１６の開
口率は２５〜４５％程度で、光源側から照射される光の
半分以上がブラックマトリクスフィルタ１６でカットさ
れていることになる。

【０００８】この問題点を解決するために、図４に示す
液晶パネルが提案されている。この図４において、２０
は液晶パネル全体を示し、この液晶パネル２０は対向基
板１７の上面に、各画素に対応してマトリクス状に配置
された微小な凸レンズの集積部１８を設ける。

【０００９】このようにしたことで、凸レンズ集積部１
８に入射した光ｌ₃ は、ブラックマトリクスフィルタ１
６の開口部に向かって収束され、凸レンズ集積部１８に
入射した全ての光がカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１
５Ｂを介して画素電極１２側に向かうようになり、ブラ
ックマトリクスフィルタ１６でカットされる光がなくな
り、照明光の利用率が向上する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
凸レンズ集積部１８で各画素のカラーフィルタ１５Ｒ，
１５Ｇ，１５Ｂを通過する光量を増大させると、カラー
フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとその近傍のブラック
マトリクスフィルタ１６との発熱量が増大し、結果とし
て制御電極１３としての薄膜トランジスタの温度上昇を
招き、トランジスタの特性劣化による表示画像のコント
ラストの低下が発生してしまう。従って、このような凸
レンズ集積部１８を設けても、液晶パネルの各画素を通
過できる光量には発熱量などから決まる制限があり、大
幅な投写光量の改善は困難であった。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、この種のプロジ
ェクタに使用される液晶パネルの照明光通過率を向上さ
せながら表示画像のコントラストを低下させないように
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、照明光を液晶パネルに照射し、液晶パネル
３０に表示された像による透過光を投写レンズにより所
定のスクリーンに投写させ、像をスクリーンに表示させ
る液晶プロジェクタにおいて、照明光を、液晶パネル３
０上の各画素に対応して配置された微小レンズ１８を介
して液晶パネル３０の各画素の開口部に照射すると共
に、微小レンズ１８の近傍にカラーフィルタ３１を配置
したものである。

【００１３】また、この場合にカラーフィルタ３１に微
小レンズ１８を接着したものである。

【００１４】

【作用】本発明によると、カラーフィルタを微小レンズ
の近傍にしたことで、液晶パネルの液晶層の近傍からカ
ラーフィルタを離すことができ、カラーフィルタ自体に
発熱があっても液晶層の制御電極に影響を及ぼすことが
ない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１を参照して
説明する。この図１において、図２〜図４に対応する部
分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００１６】図１は本例の液晶パネルの構成の一部を断
面で示す図で、図中３０は液晶パネル全体を示す。本例
においては、液晶プロジェクタ用の液晶パネルとしたも
ので、従来例として図４に示した液晶パネル２０と同様
に、対向基板１７の上側にマトリクス状に配置された微
小な凸レンズの集積部１８を設けたものである。そして
本例においては、対向基板１７と凸レンズ集積部１８と
の間に、カラーフィルタ３１を設け、カラーフィルタ３
１と凸レンズ集積部１８とを、紫外線硬化樹脂接着剤３
１で接着する。この場合、カラーフィルタ３１はダイク
ロイック形のフィルタとし、赤色フィルタ３１Ｒと緑色
フィルタ３１Ｇと青色フィルタ３１Ｂとがモザイク状に
配置してあり、各画素毎に何れかの色のフィルタが対応
している。

【００１７】そして、本例の液晶パネル３０は、液晶層
１４と対向基板１７との間には、カラーフィルタを設け
ないと共に、ブラックマトリクスフィルタも設けない。
その他の部分は、従来例として図４に示した液晶パネル
と同様に構成する。

【００１８】このように構成した液晶パネルを液晶プロ
ジェクタの投写画像表示用として使用することで、簡単
な構成で表示画像の輝度及びコントラストを向上させる
ことができる。即ち、照明光の入射側に微小な凸レンズ
の集積部１８があることで、液晶パネル３０に入射する
光ｌ₀ が全て画素電極１２を通過するようになり、制御
電極１３を通過する光がなくなり、入射する照明光の利
用効率が高くなり、輝度の高い画像を投写させることが
できる。そして、このような微小な凸レンズによる照明
光の利用効率を高くする処理が行われたものであるの
に、カラーフィルタ３１が直接凸レンズの集積部１８に
接着されているので、カラーフィルタ３１での照明光の
通過による温度上昇があっても、画素電極１２や制御電
極１３までこの温度上昇の影響が及ぶことはない。従っ
て、照明光の利用効率を向上させたことによる投写画像
のコントラストの低下は発生しない。また、カラーフィ
ルタ３１を凸レンズの集積部１８に接着したことで、カ
ラーフィルタ３１の材質に制約がなくなり、例えば上述
したようにダイクロイック形のフィルタとすることで、
カラーフィルタによる発熱を殆どなくすこともできる。

【００１９】さらに、本例においてはブラックマトリク
スフィルタを設けない構成としたが、本例の場合には凸
レンズの集積部１８により制御電極１３側に向かう光が
無くなると共に、温度上昇などによる制御電極１３の特
性劣化がないので、ブラックマトリクスフィルタで通過
光の制限を行う必要がない。従って、ブラックマトリク
スフィルタを設けない簡単な構成の液晶パネルにするこ
とができる。

【００２０】さらに製造上の問題として、液晶パネルは
製造時に不良品の発生率が比較的高い問題があるが、本
例の液晶パネルを製造するときには、まず基板１１と対
向基板１７との間の電極や液晶層などを形成させた液晶
パネル単体を作成し、この時点で良品か否かの検査をし
た後に、良品のものだけにカラーフィルタ３１と凸レン
ズの集積部１８とを接着させる処理を行えば良い。この
ようにすることで、不良品の液晶パネルにカラーフィル
タを装着する無駄が省かれる。

【００２１】なお、上述実施例では液晶パネルを１枚だ
け使用したいわゆる単板式の液晶プロジェクタに適用し
たが、複数枚の液晶パネルを使用した液晶プロジェクタ
にも適用できる。例えば、カラー画像を構成する３原色
の画像の内、赤色画像と青色画像とをカラーフィルタを
使用して１枚の液晶パネルに表示させ、他の液晶パネル
に緑色画像だけを表示させ、この２枚の液晶パネルに表
示された３色の画像の像光を合成してカラー像光とする
場合にも適用できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、カラーフィルタを微小
レンズの近傍にしたことで、液晶パネルの液晶層の近傍
からカラーフィルタを離すことができ、照明光の照度を
増大させてカラーフィルタ自体に発熱があっても、液晶
層の制御電極に発熱などの悪影響を及ぼすことがなく、
照度の高い画像を表示させてもコントラストが良好にな
り、投写される画像の明るさとコントラストを改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】液晶プロジェクタの一例を示す構成図である。

【図３】従来の液晶プロジェクタ用パネルの一例を示す
断面図である。

【図４】従来の液晶プロジェクタ用パネルの一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ 画素電極 １３ 制御電極 １４ 液晶層 １７ 対向電極 １８ 凸レンズ集積部 ３０ 液晶パネル ３１ カラーフィルタ ３１Ｒ 赤色フィルタ ３１Ｇ 緑色フィルタ ３１Ｂ 青色フィルタ ３２ 紫外線硬化樹脂接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を液晶パネルに照射し、上記液晶
   パネルに表示された像による透過光を投写レンズにより
   所定のスクリーンに投写させ、上記像を上記スクリーン
   に表示させる液晶プロジェクタにおいて、 上記照明光を、上記液晶パネル上の各画素に対応して配
   置された微小レンズを介して上記液晶パネルの各画素の
   開口部に照射すると共に、上記微小レンズの近傍にカラ
   ーフィルタを配置した液晶プロジェクタ。
2. 【請求項２】 上記カラーフィルタに上記微小レンズを
   接着した請求項１記載の液晶プロジェクタ。