JP2008224742A

JP2008224742A - Liquid crystal panel and electronic apparatus

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Publication number: JP2008224742A
Application number: JP2007058824A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yamaguchi; 如洋山口; Tetsuo Matsumoto; 哲郎松本; Tsuguyo Okayama; 貢世岡山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-09-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To not only allow a large-scale driving circuit to be mounted but also reduce a black matrix to improve the use efficiency of light. <P>SOLUTION: With respect to a pixel 201 of a liquid crystal panel 200 included in a projection display device 10, the width of a non-aperture portion in a direction parallel with scan lines is longer than that of an aperture 205 in the direction parallel with scan lines. Incident light from a light source device 101 of the projection display device 10 is condensed by a microlens 2111, and an aperture 2112 is placed in the center of light from the light source condensed by the microlens 2111. With respect to an image displayed on a display area by the projection display device 10, parts corresponding to display parts of liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B are adjacent to each other, and parts corresponding to non-apertures 204 of the liquid crystal panel 200R and parts corresponding to apertures 205 of the liquid crystal panels 200G and 200B overlap. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶パネルおよび電子機器に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal panel and an electronic device.

画像を形成する電子機器のうち、例えば画像を投写して表示する投写型表示装置には、液晶パネルが用いられている。特許文献１等に開示されている従来の投写型表示装置では、一画素分の光が各色に対応した液晶パネルから各々供給され、それらの光が重なり合って所望の色を再現している。近年、動作速度の高速化などの要求にこたえるために駆動回路の規模を増大することが必要となっている。駆動回路の領域を広くすると、ブラックマトリクスと呼ばれる光を通さない領域が増加する。ブラックマトリクスは画質の低下の一因となるため、低減することが求められる。さらに、駆動回路の領域を広くした場合、液晶層を備えた表示部の領域がその分狭くなるため、光の利用効率が低下し、画像の輝度が低下してしまうという問題がある。
特開２００５−２７５１７９号公報 Among electronic devices that form images, for example, liquid crystal panels are used in projection display devices that project and display images. In the conventional projection display device disclosed in Patent Document 1 or the like, light for one pixel is supplied from a liquid crystal panel corresponding to each color, and the light overlaps to reproduce a desired color. In recent years, it has been necessary to increase the scale of the drive circuit in order to meet the demand for higher operating speed. When the area of the drive circuit is widened, an area called a black matrix that does not transmit light increases. Since the black matrix contributes to the deterioration of image quality, it needs to be reduced. Further, when the area of the driving circuit is widened, the area of the display portion provided with the liquid crystal layer becomes narrow accordingly, so that there is a problem that the light use efficiency is lowered and the luminance of the image is lowered.
JP 2005-275179 A

そこで本発明は、液晶パネルを用いた電子機器において、大規模な駆動回路の搭載を可能にすると共に、ブラックマトリクスを低減し、光の利用効率を向上させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to enable mounting of a large-scale drive circuit in an electronic device using a liquid crystal panel, reduce a black matrix, and improve light utilization efficiency.

本発明に係る液晶パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層と、を含み、前記第１基板が、第１データ線と、前記第１データ線と隣合う第２データ線と、前記第１及び第２データ線と交差する第１走査線と、前記第１及び第２データ線と交差し、前記第１走査線と隣合う第２走査線と、を有し、前記第１及び第２データ線、並びに前記第１及び第２走査線に囲まれた画素領域に、光を透過する開口部と、光を透過しない非開口部とが形成され、前記非開口部にトランジスタが形成され、前記トランジスタが画素電極に電気的に接続され、前記開口部が前記画素電極と重なる位置にあり、前記非開口部の面積が前記開口部の面積より大きいものであり、前記第２基板がマイクロレンズ部を有し、前記マイクロレンズ部が前記第２の基板に入射した入射光を前記第１の基板方向へ出射するものであり、前記画素領域の面積と同等以上の面積を有する領域に入射した前記入射光を前記開口部に集光するものである。
本発明に係る液晶パネルでは、非開口部に駆動回路を配置することができ、さらに非開口部の面積が開口部の面積よりも大きいため、大規模な駆動回路の搭載も可能となる。
また、マイクロレンズ部によって入射光を開口部に集光することができるので、光の利用効率を向上させることができる。 The liquid crystal panel according to the present invention includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate, wherein the first substrate is a first data line. A second data line adjacent to the first data line, a first scan line intersecting the first and second data lines, and a first scan line intersecting the first and second data lines. And a second scanning line adjacent to the first and second data lines, and a pixel region surrounded by the first and second scanning lines, and a light transmission opening. A non-opening is formed, a transistor is formed in the non-opening, the transistor is electrically connected to a pixel electrode, and the opening overlaps the pixel electrode, and the area of the non-opening Is larger than the area of the opening, and the second substrate has a microlens portion, The microlens unit emits incident light incident on the second substrate toward the first substrate, and the incident light incident on a region having an area equal to or larger than the area of the pixel region is It collects light at the opening.
In the liquid crystal panel according to the present invention, a drive circuit can be arranged in the non-opening portion, and furthermore, since the area of the non-opening portion is larger than the area of the opening portion, a large-scale drive circuit can be mounted.
In addition, since the incident light can be condensed on the opening by the microlens unit, the light use efficiency can be improved.

前記マイクロレンズ部は、非球面レンズを含むことが望ましい。非球面レンズを用いることにより、球面収差が抑えられ、集光効率を高くすることができる。 The microlens part preferably includes an aspheric lens. By using an aspheric lens, spherical aberration can be suppressed and the light collection efficiency can be increased.

また、前記マイクロレンズ部は、光の集光効率のよいレンチキュラーレンズを含むようにしてもよい。
なお、前記マイクロレンズ部は、球面レンズなどを用いるようにしてもよい。 The microlens unit may include a lenticular lens with high light collection efficiency.
The micro lens unit may be a spherical lens.

また、前記マイクロレンズ部は、前記第２基板の前記入射光の入射する側より順に、前記入射光の入射する側に凸面を向けた第１のシリンドリカルレンズと、前記第２基板の前記入射光を出射する側に凸面を向けた第２のシリンドリカルレンズを備え、前記第１のシリンドリカルレンズは、前記第２のシリンドリカルレンズより曲率半径が大きいものとすることができる。
マイクロレンズ部をこのように構成することにより、開口部に効率良く集光することができる。 In addition, the micro lens unit includes, in order from the incident side of the incident light of the second substrate, a first cylindrical lens having a convex surface directed to the incident light incident side, and the incident light of the second substrate. A second cylindrical lens having a convex surface directed toward the light emitting side, and the first cylindrical lens may have a radius of curvature larger than that of the second cylindrical lens.
By configuring the microlens portion in this manner, it is possible to efficiently collect light at the opening.

また、前記マイクロレンズ部は、前記第２基板の前記入射光の入射する側より順に、前記入射光の入射する側に凸面を向けた非球面レンズと、前記第２基板の前記入射光を出射する側に凸面を向けた第２のシリンドリカルレンズを備えたものとすることができる。
マイクロレンズ部をこのように構成することにより、開口部に効率良く集光することができる。 The microlens unit emits, in order from the incident light incident side of the second substrate, an aspherical lens having a convex surface directed to the incident light incident side, and the incident light of the second substrate. A second cylindrical lens having a convex surface facing the side.
By configuring the microlens portion in this manner, it is possible to efficiently collect light at the opening.

また、前記マイクロレンズ部は、前記第２基板の前記入射光の入射する側より順に、前記入射光の入射する側に凸面を向け、前記入射光を液晶パネルの法線に対して第１の角度をなす第１の光に変化させる第１の非球面レンズと、前記第２基板の前記入射光の入射する側に凹面を向け、前記第１の光を前記法線に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度をなす第２の光に変化させる第２の非球面レンズを備えたものとすることができる。
マイクロレンズ部をこのように構成することにより、開口部に効率良く集光することができる。 In addition, the microlens unit has a convex surface directed to the incident light incident side in order from the incident light incident side of the second substrate, and the incident light is first with respect to the normal line of the liquid crystal panel. A first aspherical lens that changes the first light to form an angle, and a concave surface facing the incident light incident side of the second substrate, and the first light with respect to the normal is the first light. The second aspherical lens that changes the second light having a second angle smaller than the second angle may be provided.
By configuring the microlens portion in this manner, it is possible to efficiently collect light at the opening.

本発明に係る電子機器は、画像を形成する電子機器であって、第１液晶パネルと、第２液晶パネルと、を含み、前記画像がマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素の各々が互いに隣接する第１サブ画素と第２サブ画素とを有し、前記第１サブ画素の表示が前記第１液晶パネルの駆動によって制御され、前記第２サブ画素の表示が前記第２液晶パネルの駆動によって制御され、前記第１液晶パネルが、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層と、を含み、前記第１基板が、第１データ線と、前記第１データ線と隣合う第２データ線と、前記第１及び第２データ線と交差する第１走査線と、前記第１及び第２データ線と交差し、前記第１走査線と隣合う第２走査線と、を有し、前記第１及び第２データ線、並びに前記第１及び第２走査線に囲まれた第１画素領域に光を透過する第１開口部と、光を透過しない第１非開口部とが形成され、前記第２基板がマイクロレンズ部を有し、前記マイクロレンズ部が前記第２の基板に入射した入射光を前記第１の基板方向へ出射するものであり、前記画素領域の面積と同等以上の面積を有する領域に入射した前記入射光を前記開口部に集光するものである。 An electronic apparatus according to the present invention is an electronic apparatus that forms an image, and includes a first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel, the image including a plurality of pixels arranged in a matrix, Each of the plurality of pixels has a first sub-pixel and a second sub-pixel adjacent to each other, and the display of the first sub-pixel is controlled by driving the first liquid crystal panel, and the display of the second sub-pixel is Controlled by driving of the second liquid crystal panel, the first liquid crystal panel including a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate; The first substrate includes a first data line, a second data line adjacent to the first data line, a first scan line intersecting the first and second data lines, and the first and second data. A second scan line that intersects the line and is adjacent to the first scan line, and A first opening that transmits light and a first non-opening that does not transmit light are formed in the first pixel region surrounded by the first and second scan lines. Two substrates have a microlens portion, and the microlens portion emits incident light incident on the second substrate in the direction of the first substrate, and has an area equal to or larger than the area of the pixel region. The incident light incident on the region having the light is condensed on the opening.

本発明に係る電子機器では、液晶パネルの画素領域において非開口部を利用することができるため、液晶パネルに大規模な駆動回路を搭載させることができる。
また、マイクロレンズ部によって入射光を開口部に集光することができるので、光の利用効率を向上させることができる。 In the electronic device according to the present invention, since a non-opening portion can be used in the pixel region of the liquid crystal panel, a large-scale driving circuit can be mounted on the liquid crystal panel.
In addition, since the incident light can be condensed on the opening by the microlens unit, the light use efficiency can be improved.

本発明に係る電子機器は、画像を形成する電子機器であって、第１〜第Ｎの液晶パネルと、前記第１〜第Ｎの液晶パネルに光を照射する光源と、を備え、前記第１〜第Ｎの液晶パネルの各々は、複数のデータ線と、前記複数のデータ線に交差して配置された複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線の交差に対応して形成される複数の画素領域と、前記複数の画素領域と前記光源との間に設けられ、前記光源から照射された前記光を集光するマイクロレンズ部を備え、前記複数の画素領域の各々は、開口部と非開口部を備え、前記複数の走査線が延在する方向における前記開口部の幅が、前記複数の走査線が延在する方向における前記画素領域の幅と、前記複数の走査線が延在する方向における前記複数のデータ線の１本の幅と、の合計のＮ分の１であり、前記マイクロレンズ部が、前記光のうち前記画素領域の面積と同等以上の面積を有する領域に入射した入射光を前記開口部に集光するものであり、前記画像のうち、前記第１液晶パネルに備えられた非開口部に対応する部分と、前記第２〜第Ｎ液晶パネルに備えられた開口部に対応する部分とが重なるものである。 An electronic apparatus according to the present invention is an electronic apparatus that forms an image, and includes: first to Nth liquid crystal panels; and a light source that irradiates light to the first to Nth liquid crystal panels. Each of the 1st to Nth liquid crystal panels corresponds to a plurality of data lines, a plurality of scanning lines arranged to intersect the plurality of data lines, and an intersection of the plurality of data lines and the plurality of scanning lines. A plurality of pixel regions formed between the plurality of pixel regions and the light source, and a microlens unit that collects the light emitted from the light source. Each includes an opening and a non-opening, the width of the opening in the direction in which the plurality of scanning lines extend, the width of the pixel region in the direction in which the plurality of scanning lines extend, and the plurality Width of one of the plurality of data lines in the direction in which the scanning lines extend , And the microlens unit condenses incident light incident on a region having an area equal to or larger than the area of the pixel region in the light to the opening. In the image, a portion corresponding to the non-opening portion provided in the first liquid crystal panel and a portion corresponding to the opening portions provided in the second to Nth liquid crystal panels overlap.

これにより、画像のうち、第１の液晶パネルの非開口部に起因するブラックマトリクスを、残りのＮ−１枚の液晶パネルの開口部に対応した部分で隠すことができる。
また、マイクロレンズ部によって入射光を開口部に集光することができるので、光の利用効率を向上させることができる。 Thereby, the black matrix resulting from the non-opening portion of the first liquid crystal panel in the image can be hidden by the portion corresponding to the opening portions of the remaining N−1 liquid crystal panels.
In addition, since the incident light can be condensed on the opening by the microlens unit, the light use efficiency can be improved.

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。
実施の形態１．
図１は、本発明による電子機器として、投写型表示装置１０の構成を示す図である。投写型表示装置１０は、光源装置１０１、ダイクロイックミラー１１２，１１４と、ミラー１１６，１２２，１２４、本発明による液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１６０、および投写レンズ系１８０を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection display apparatus 10 as an electronic apparatus according to the present invention. The projection display device 10 includes a light source device 101, dichroic mirrors 112 and 114, mirrors 116, 122, and 124, liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B according to the present invention, a cross dichroic prism 160, and a projection lens system 180. .

光源装置１０１から射出された照明光は、ダイクロイックミラー１１２に入射する。ダイクロイックミラー１１２は、照明光の赤色光成分（Ｒ）のみを透過させ、緑色光成分（Ｇ）および青色光成分（Ｂ）を反射する。ダイクロイックミラー１１２を透過した赤色光は、ミラー１１６で反射され、赤色光用の液晶パネル２００Ｒに達する。ダイクロイックミラー１１２で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー１１４によって反射され、緑色光用の液晶パネル２００Ｇに達する。一方、青色光はダイクロイックミラー１１４を透過し、ミラー１２２，１２４で反射されて青色光用の液晶パネル２００Ｂに達する。 Illumination light emitted from the light source device 101 enters the dichroic mirror 112. The dichroic mirror 112 transmits only the red light component (R) of the illumination light and reflects the green light component (G) and the blue light component (B). The red light transmitted through the dichroic mirror 112 is reflected by the mirror 116 and reaches the liquid crystal panel 200R for red light. Of the blue light and green light reflected by the dichroic mirror 112, the green light is reflected by the dichroic mirror 114 and reaches the liquid crystal panel 200G for green light. On the other hand, the blue light passes through the dichroic mirror 114, is reflected by the mirrors 122 and 124, and reaches the blue light liquid crystal panel 200B.

液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂは、与えられた画像情報（画像信号）に従って、３色の色光をそれぞれ変調する。クロスダイクロイックプリズム１６０は、３枚の液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂでそれぞれ変調された３色の色光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム１６０で生成された合成光は、投写レンズ系１８０の方向に射出される。投写レンズ系１８０は、クロスダイクロイックプリズム１６０で生成された合成光を投写スクリーンＳＣ上に拡大投写して、カラー画像を表示する。 The liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B modulate the three color lights according to the given image information (image signal). The cross dichroic prism 160 forms a color image by combining the three color lights modulated by the three liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B. The combined light generated by the cross dichroic prism 160 is emitted in the direction of the projection lens system 180. The projection lens system 180 enlarges and projects the combined light generated by the cross dichroic prism 160 on the projection screen SC and displays a color image.

図２は、本発明による液晶パネル２００の回路構成を示す図である。液晶パネルは、少なくとも複数の走査線２０３と、複数のデータ線２０２と、各走査線２０３と各データ線２０２の交点に対応して設けられた画素２０１とを含むアクティブマトリクス型の表示装置である。
各データ線２０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路２０６が接続されている。各走査線２０３には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路２０７が接続されている。
複数の画素２０１の各々は画素領域を含む。各画素領域は、２つの走査線２０３と２つのデータ線２０２とに囲まれた領域であって、走査線２０３のうちデータ線２０２と交差する方向に延在する部分、及びデータ線２０２のうち走査線２０３と交差する方向に延在する部分とに重ならない領域である。各画素領域は、光を透過する開口部２０５と、光を透過しない非開口部２０４とを含む。
なお、本発明において、画素とは、開口部における光の透過を調整するための一群の構造を含む単位を意味し、後述するトランジスタ、保持容量、画素電極を含むものである。また、当該トランジスタのオン／オフを制御する走査線の一部、当該トランジスタにデータ信号を供給するデータ線の一部、当該保持容量の一対の電極をなす配線の一部も、画素の構成に含むものであってもよい。また、開口部とは、液晶パネルにおいて、光を透過することのできる部分を意味する。 FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the liquid crystal panel 200 according to the present invention. The liquid crystal panel is an active matrix display device including at least a plurality of scanning lines 203, a plurality of data lines 202, and pixels 201 provided corresponding to the intersections of the scanning lines 203 and the data lines 202. .
Each data line 202 is connected to a data line driving circuit 206 including a shift register, a level shifter, a video line, and an analog switch. Each scanning line 203 is connected to a scanning line driving circuit 207 including a shift register and a level shifter.
Each of the plurality of pixels 201 includes a pixel region. Each pixel area is an area surrounded by two scanning lines 203 and two data lines 202, and a part of the scanning line 203 that extends in a direction crossing the data line 202, and of the data lines 202 This is an area that does not overlap with the portion extending in the direction intersecting the scanning line 203. Each pixel region includes an opening 205 that transmits light and a non-opening 204 that does not transmit light.
Note that in the present invention, a pixel means a unit including a group of structures for adjusting the transmission of light in an opening, and includes a transistor, a storage capacitor, and a pixel electrode, which will be described later. In addition, a part of a scan line for controlling on / off of the transistor, a part of a data line for supplying a data signal to the transistor, and a part of a wiring forming a pair of electrodes of the storage capacitor are also included in the pixel structure It may be included. Moreover, an opening part means the part which can permeate | transmit light in a liquid crystal panel.

図３は、各画素２０１の回路構成図である。各画素２０１はトランジスタを有する。トランジスタは第１の端子と第２の端子とゲート電極とを有する。第１の端子はデータ線と電気的に接続される。第２の端子は画素電極及び保持容量の一方の電極と電気的に接続される。ゲート電極は走査線と電気的に接続される。走査線２０３を介して走査信号がゲート電極に供給され、トランジスタのオン／オフを制御する。トランジスタがオンのとき、データ線２０２からデータ信号が第１の端子（ソース領域）及び第２の端子（ドレイン領域）を介して画素電極に供給される。そのとき、データ信号は保持容量２０９に保持される。データ信号が画素電極に供給されると、画素電極と対向電極との間の液晶層にデータ信号の電位に応じた電圧がかかり、液晶層を構成する分子の向きを調整することが可能となる。例えば偏光板と組み合わせることで、光透過状態と光遮断状態とを制御することがでる。また、保持容量２０９にもデータ信号が供給されて駆動電圧が保持されるため、トランジスタ２０８がオフになっても画素電極に印加される駆動電圧が保持される。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram of each pixel 201. Each pixel 201 includes a transistor. The transistor has a first terminal, a second terminal, and a gate electrode. The first terminal is electrically connected to the data line. The second terminal is electrically connected to the pixel electrode and one electrode of the storage capacitor. The gate electrode is electrically connected to the scan line. A scanning signal is supplied to the gate electrode via the scanning line 203 to control on / off of the transistor. When the transistor is on, a data signal is supplied from the data line 202 to the pixel electrode through the first terminal (source region) and the second terminal (drain region). At that time, the data signal is held in the holding capacitor 209. When a data signal is supplied to the pixel electrode, a voltage corresponding to the potential of the data signal is applied to the liquid crystal layer between the pixel electrode and the counter electrode, and the orientation of molecules constituting the liquid crystal layer can be adjusted. . For example, by combining with a polarizing plate, the light transmission state and the light blocking state can be controlled. In addition, since the data signal is supplied to the storage capacitor 209 and the drive voltage is held, the drive voltage applied to the pixel electrode is held even when the transistor 208 is turned off.

図４は、画素２０１の構成を示す平面図である。図に示すように、トランジスタ２０８（チャネル領域２０８１、ソース領域２０８２、ドレイン領域２０８３を含む。）は、平面視において、データ線２０２と重なる位置に形成されている。走査線２０３の延在する方向における開口部２０５の幅は、走査線２０３の延在する方向における画素領域の幅と、走査線２０３の延在する方向における１本のデータ線２０２の幅との合計の３分の１になるよう設定されている。そして、保持容量２０９は、走査線２０３の延在する方向における画素領域の幅と、走査線２０３の延在する方向における１本のデータ線２０２の幅との合計の３分の２になるよう設定されている。 FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the pixel 201. As shown in the drawing, the transistor 208 (including a channel region 2081, a source region 2082, and a drain region 2083) is formed at a position overlapping the data line 202 in plan view. The width of the opening 205 in the direction in which the scanning line 203 extends is the width of the pixel region in the direction in which the scanning line 203 extends and the width of one data line 202 in the direction in which the scanning line 203 extends. It is set to be one third of the total. The storage capacitor 209 is two-thirds of the total of the width of the pixel region in the direction in which the scanning line 203 extends and the width of one data line 202 in the direction in which the scanning line 203 extends. Is set.

図５は、比較例による画素の構成を示す平面図である。基板側から遮光膜を兼ねた走査線２０３、半導体膜（チャネル領域２０８１、ソース領域２０８２、ドレイン領域２０８３を含む。）、ゲート電極２１４、ドレイン電極２１８、容量線２１３、データ線２０２、画素電極２１０、の順に積層されている。走査線２０３はふたつのコンタクトホールを介してゲート電極２１４に電気的に接続されている。ドレイン電極２１８はコンタクトホールを介して半導体膜のドレイン領域２０８３に電気的に接続されている。データ線２０２はコンタクトホールを介して半導体膜のソース領域２０８２に電気的に接続されている。画素電極２１０はコンタクトホールを介してドレイン電極２１８と電気的に接続されている。
図に示すように比較例では、画素領域全体に画素電極が形成されており、ドレイン電極２１８と画素電極２１０とを接続するコンタクトホールの部分を除いた領域が開口部２０５として利用されている。そして、保持容量２０９は、容量線２１３を一方の電極とし、ドレイン電極２１８を他方の電極とするよう構成され、データ線２０２及び走査線２０３上に形成されている。図４に示す本実施形態と比較すると、保持容量２０９を画素領域に形成することができないため、保持容量２０９の面積が小さくなっている。 FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration of a pixel according to a comparative example. A scanning line 203 that also serves as a light-shielding film, a semiconductor film (including a channel region 2081, a source region 2082, and a drain region 2083), a gate electrode 214, a drain electrode 218, a capacitor line 213, a data line 202, and a pixel electrode 210 from the substrate side. Are stacked in this order. The scanning line 203 is electrically connected to the gate electrode 214 through two contact holes. The drain electrode 218 is electrically connected to the drain region 2083 of the semiconductor film through a contact hole. The data line 202 is electrically connected to the source region 2082 of the semiconductor film through a contact hole. The pixel electrode 210 is electrically connected to the drain electrode 218 through a contact hole.
As shown in the figure, in the comparative example, the pixel electrode is formed in the entire pixel region, and the region excluding the contact hole connecting the drain electrode 218 and the pixel electrode 210 is used as the opening 205. The storage capacitor 209 is configured to have the capacitor line 213 as one electrode and the drain electrode 218 as the other electrode, and is formed on the data line 202 and the scanning line 203. Compared with the present embodiment shown in FIG. 4, the storage capacitor 209 cannot be formed in the pixel region, and thus the area of the storage capacitor 209 is small.

図６は、本発明による液晶パネルの構成例を模式的に示す断面図である。図に示すように、液晶パネル２００は、半導体基板２１０１と、対向基板２１０２と、半導体基板２１０１と対向基板２１０２との間に配置された液晶層２１０３とを有している。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a liquid crystal panel according to the present invention. As shown in the drawing, the liquid crystal panel 200 includes a semiconductor substrate 2101, a counter substrate 2102, and a liquid crystal layer 2103 disposed between the semiconductor substrate 2101 and the counter substrate 2102.

半導体基板２１０１は、ガラス基板上に画素電極と薄膜トランジスタが形成されている。
対向基板２１０２は、透明導電膜（共通電極）２１０７、ガラス層２１０８、樹脂層２１０９、ガラス基板２１１０を備えている。 In the semiconductor substrate 2101, pixel electrodes and thin film transistors are formed over a glass substrate.
The counter substrate 2102 includes a transparent conductive film (common electrode) 2107, a glass layer 2108, a resin layer 2109, and a glass substrate 2110.

樹脂層２１０９はマイクロレンズ２１１１を形成しており、マイクロレンズ２１１１の光軸Ｑに対応した位置を中心にして開口部２１１２が形成されており、その周囲にブラックマトリクスＢＭが形成されている。 The resin layer 2109 forms a microlens 2111. An opening 2112 is formed around a position corresponding to the optical axis Q of the microlens 2111, and a black matrix BM is formed around the opening 2112.

ガラス基板２１１０側から入射した入射光Ｌは、マイクロレンズ２１１１を通過する際に集光され、開口部２１１２を透過する。これにより、ブラックマトリクスＢＭによって遮断される光の割合が少なくなり、光の利用効率が高まるので、比較的小さい光量でも明るい画像を形成することができる。 Incident light L incident from the glass substrate 2110 side is condensed when passing through the microlens 2111 and passes through the opening 2112. As a result, the proportion of light blocked by the black matrix BM is reduced and the light use efficiency is increased, so that a bright image can be formed even with a relatively small amount of light.

図７は、マイクロレンズ２１１１によって集光された入射光Ｌが画素２０１を透過した状態を示す平面図である。マイクロレンズ２１１１としては例えば非球面レンズを用いることができる。非球面レンズを用いることにより球面収差が抑えられ、集光効率を高くすることができる。また、非球面レンズの曲率を、データ線に沿った方向および走査線に沿った方向でそれぞれ調節することにより、図７に示すように、開口部２０５の形状に合わせて入射光Ｌを集光させることができる。 FIG. 7 is a plan view showing a state in which the incident light L collected by the microlens 2111 is transmitted through the pixel 201. For example, an aspheric lens can be used as the micro lens 2111. By using an aspheric lens, spherical aberration can be suppressed and the light collection efficiency can be increased. Further, by adjusting the curvature of the aspheric lens in the direction along the data line and the direction along the scanning line, the incident light L is condensed in accordance with the shape of the opening 205 as shown in FIG. Can be made.

また、図８に示すような、シリンドリカルレンズを並列したレンチキュラーレンズをマイクロレンズ２１１１として用いても、高い集光効率を得ることができる。 Further, even when a lenticular lens in which cylindrical lenses are arranged in parallel as shown in FIG. 8 is used as the microlens 2111, high light collection efficiency can be obtained.

図９は、本発明による液晶パネルを用いた投写型表示装置による画像表示を説明する図、図１０は、比較例による液晶パネルを用いた投写型表示装置による画像表示を説明する図である。
本発明による液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂでは、開口部２０５の面積が比較例に対して３分の１になっており、各々の液晶パネルからの光をクロスダイクロイックプリズム１６０で合成すると、図中３００に示すようになる。図に示すように、合成光では、各色が重ならずに接触して並ぶように各々の光路を調整する。各色の光の強さを調節することにより、所望の色を表現している。 FIG. 9 is a diagram for explaining image display by a projection display device using a liquid crystal panel according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining image display by a projection display device using a liquid crystal panel according to a comparative example.
In the liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B according to the present invention, the area of the opening 205 is one-third that of the comparative example, and when light from each liquid crystal panel is synthesized by the cross dichroic prism 160, As shown in FIG. As shown in the figure, in the combined light, each optical path is adjusted so that the colors are in contact with each other without overlapping. A desired color is expressed by adjusting the light intensity of each color.

一方、図１０に示す比較例の液晶パネルでは、それぞれの液晶パネルからの光が重なり合って所望の色を表現する合成光３００が形成される。図に示すように、一画素の周囲に光を通さない領域（ブラックマトリクス）ＢＭが形成される。ブラックマトリクスは、データ線２０２や走査線２０３や画素領域の非開口部２０４などの形成されている領域であり、これらは表示画像の輝度低下や画質の低下の原因となる。 On the other hand, in the liquid crystal panel of the comparative example shown in FIG. 10, the combined light 300 expressing the desired color is formed by overlapping the light from the respective liquid crystal panels. As shown in the figure, a region (black matrix) BM that does not transmit light is formed around one pixel. The black matrix is an area where data lines 202, scanning lines 203, non-opening portions 204 of pixel areas, and the like are formed, and these cause a reduction in luminance and image quality of a display image.

本発明による液晶パネルを用いた投写型表示装置では、各色の液晶パネルからの光が接触して並ぶように調整されているため、データ線２０２に平行な方向（図の縦方向）のブラックマトリクスはスクリーン上では隠され、形成されない。また、走査線２０３に平行な方向（図の横方向）のブラックマトリクスについても細くすることができる。これは、非開口部２０４に保持容量２０９が形成できるため、走査線２０３上に保持容量２０９を形成する必要がなく、走査線２０３を細くすることが可能だからである。以上のことから、本発明による液晶パネルを用いた投写型表示装置では、比較例に比べてブラックマトリクスの領域がかなり減少する。 In the projection display device using the liquid crystal panel according to the present invention, the light from the liquid crystal panels of the respective colors is adjusted so as to be in contact with each other, so that the black matrix in the direction parallel to the data lines 202 (vertical direction in the figure). Is hidden on the screen and not formed. Further, the black matrix in the direction parallel to the scanning line 203 (the horizontal direction in the figure) can also be reduced. This is because the storage capacitor 209 can be formed in the non-opening portion 204, and thus it is not necessary to form the storage capacitor 209 on the scan line 203, and the scan line 203 can be thinned. From the above, in the projection display device using the liquid crystal panel according to the present invention, the black matrix area is considerably reduced as compared with the comparative example.

さらに、図５にも示したように、比較例ではこのブラックマトリクスの領域にトランジスタ２０８や保持容量２０９などの非開口部２０４が形成されているが、本発明の液晶パネルによれば、走査線２０３の延在する方向における開口部２０５の幅を、走査線２０３の延在する方向における画素領域の幅と、走査線２０３の延在する方向における１本のデータ線２０２の幅との合計の３分の１になるよう設定できるため、画素領域における非開口部２０４の面積が大きくなり、非開口部２０４を利用して大きな保持容量２０９を形成することができ、回路の安定性が向上する。また、非開口部２０４に、複数のトランジスタを形成することも可能となり、保持容量に代えて、ＳＲＡＭ等のメモリを形成することも可能である。 Further, as shown in FIG. 5, in the comparative example, the non-opening portion 204 such as the transistor 208 and the storage capacitor 209 is formed in the black matrix region. However, according to the liquid crystal panel of the present invention, the scanning line The width of the opening 205 in the extending direction of 203 is the sum of the width of the pixel region in the extending direction of the scanning line 203 and the width of one data line 202 in the extending direction of the scanning line 203. Since it can be set to 1/3, the area of the non-opening portion 204 in the pixel region is increased, and a large storage capacitor 209 can be formed using the non-opening portion 204, so that the stability of the circuit is improved. . In addition, a plurality of transistors can be formed in the non-opening portion 204, and a memory such as an SRAM can be formed instead of the storage capacitor.

また、トランジスタ２０８や保持容量２０９の大きさは変えずに、画素全体を小さくすることも可能なため、装置全体を小さくすることもできる。
また、非開口部２０４の面積を広くとることにより、光源装置１０１からの入射光がトランジスタ２０８に直接当りにくくなり、薄膜トランジスタに光があたることによって発生するリーク電流を抑えることができ、階調ずれが解消される。 Further, since the entire pixel can be reduced without changing the size of the transistor 208 and the storage capacitor 209, the entire device can be reduced.
Further, by increasing the area of the non-opening portion 204, it becomes difficult for incident light from the light source device 101 to directly hit the transistor 208, and it is possible to suppress a leak current generated when the thin film transistor is exposed to light, thereby causing a gradation shift. Is resolved.

さらに、光源装置１０１からの入射光は、マイクロレンズ２１１１で集光され、集光された光の中央部に、画素２０１の開口部２０５が位置しているので、光の利用効率が高まり、比較的小さい光量でも明るい画像を形成することができる。 Furthermore, incident light from the light source device 101 is collected by the microlens 2111. Since the opening 205 of the pixel 201 is located at the center of the collected light, the light use efficiency is increased, and the comparison is made. A bright image can be formed even with a small amount of light.

また、投写型表示装置１０に含まれる液晶パネルの数は３枚に限らず、任意の枚数の液晶パネルから構成される投写型表示装置１０に適用できる。ｎ枚の液晶パネルから構成される場合には、開口部２０５の面積は、データ線２０２と走査線２０３によって囲まれる領域のｎ分の１とすることができる。 Further, the number of liquid crystal panels included in the projection display device 10 is not limited to three, and the projection display device 10 can be applied to a projection display device 10 including an arbitrary number of liquid crystal panels. When the liquid crystal panel includes n liquid crystal panels, the area of the opening 205 can be reduced to 1 / n of a region surrounded by the data lines 202 and the scanning lines 203.

また、本実施形態では、投写型表示装置１０を形成する液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂは、いずれも非開口部２０４が画素２０１の左側に配置され、右側に開口部２０５が形成されているが、開口部２０５の配置位置はこれに限られない。例えば、開口部２０５を画素の中央部に配置し、両側に非開口部２０４を配置するようにしてもよい。また、開口部２０５の配置位置が液晶パネル２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂで全て同じでなくとも良い。クロスダイクロイックプリズム１６０による合成光が図９に示す合成光３００のようになっていれば、それぞれの液晶パネルで異なる配置であってもよい。 In this embodiment, the liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B that form the projection display device 10 all have the non-opening portion 204 disposed on the left side of the pixel 201 and the opening portion 205 formed on the right side. The arrangement position of the opening 205 is not limited to this. For example, the opening 205 may be disposed in the center of the pixel and the non-opening 204 may be disposed on both sides. Further, the arrangement positions of the openings 205 may not be the same in the liquid crystal panels 200R, 200G, and 200B. As long as the combined light by the cross dichroic prism 160 is like the combined light 300 shown in FIG. 9, the liquid crystal panels may be arranged differently.

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２による、液晶パネルのマイクロレンズの構成を模式的に示す断面図である。
図に示すように、実施の形態２では、液晶パネルは光の入射側より順に、マイクロレンズ２１１１ａとマイクロレンズ２１１１ｂを備えている。マイクロレンズ２１１１ａは光源側に凸面を向けたシリンドリカルレンズであり、マイクロレンズ２１１１ｂは光源側に平面を向けたシリンドリカルレンズである。また、マイクロレンズ２１１１ａは、マイクロレンズ２１１１ｂよりも曲率半径が大きい。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the microlens of the liquid crystal panel according to the second embodiment.
As shown in the figure, in the second embodiment, the liquid crystal panel includes a microlens 2111a and a microlens 2111b in order from the light incident side. The micro lens 2111a is a cylindrical lens with a convex surface facing the light source, and the micro lens 2111b is a cylindrical lens with a flat surface facing the light source. The micro lens 2111a has a larger radius of curvature than the micro lens 2111b.

図に示すように、入射光Ｌはマイクロレンズ２１１１ａによって集光され、マイクロレンズ２１１１ｂによって平行化される。このようにマイクロレンズ２１１１ａとマイクロレンズ２１１１ｂの曲率を適切に選択することにより、開口部２０５の形状に合わせて効率良く入射光Ｌを集光させることができる。
なお、マイクロレンズ２１１１ａとして、光源側に凸面を向けた非球面レンズを用いても同様の効果が得られる。 As shown in the figure, incident light L is collected by a microlens 2111a and parallelized by a microlens 2111b. Thus, by appropriately selecting the curvatures of the microlens 2111a and the microlens 2111b, the incident light L can be efficiently condensed according to the shape of the opening 205.
The same effect can be obtained by using an aspherical lens having a convex surface facing the light source as the microlens 2111a.

実施の形態３．
図１２は、実施の形態３による、液晶パネルのマイクロレンズの構成を模式的に示す断面図である。
図に示すように、実施の形態３では、液晶パネルは光の入射側より順に、マイクロレンズ２１１１ａとマイクロレンズ２１１１ｂを備えている。マイクロレンズ２１１１ａは光源側に凸面を向けた非球面レンズであり、マイクロレンズ２１１１ｂは光源側に凹面を向けた非球面レンズである。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the microlens of the liquid crystal panel according to the third embodiment.
As shown in the figure, in the third embodiment, the liquid crystal panel includes a microlens 2111a and a microlens 2111b in order from the light incident side. The microlens 2111a is an aspheric lens with a convex surface facing the light source, and the microlens 2111b is an aspheric lens with a concave surface facing the light source.

図に示すように、入射光Ｌはマイクロレンズ２１１１ａを透過することによって液晶パネル２００の法線ｎに対してθ１の角度をなすように変化する。さらに、マイクロレンズ２１１１ｂを透過することによって、法線ｎに対してθ１よりも小さい角度θ２をなすように変化する。このようにマイクロレンズ２１１１ａとマイクロレンズ２１１１ｂを形成することにより、開口部２０５の形状に合わせて効率良く入射光Ｌを集光させることができる。 As shown in the figure, the incident light L changes so as to form an angle θ1 with respect to the normal line n of the liquid crystal panel 200 by passing through the micro lens 2111a. Further, by passing through the micro lens 2111b, the angle changes with respect to the normal n so as to form an angle θ2 smaller than θ1. By forming the microlens 2111a and the microlens 2111b as described above, the incident light L can be efficiently condensed according to the shape of the opening 205.

図１は、本発明による投写型表示装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection display device according to the present invention. 図２は、本発明による液晶パネルの回路構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the liquid crystal panel according to the present invention. 図３は、各画素の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of each pixel. 図４は、画素の平面構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a planar configuration of a pixel. 図５は、比較例による画素の構成を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration of a pixel according to a comparative example. 図６は、本発明による液晶パネルの構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a liquid crystal panel according to the present invention. 図７は、マイクロレンズによる入射光の集光を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the collection of incident light by the microlens. 図８は、液晶パネルのマイクロレンズとしてレンチキュラーレンズを用いた場合の構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view schematically showing a configuration when a lenticular lens is used as a microlens of the liquid crystal panel. 図９は、本発明による液晶パネルを用いた投写型表示装置による画像表示を説明する図である。FIG. 9 is a view for explaining image display by a projection display device using a liquid crystal panel according to the present invention. 図１０は、比較例による液晶パネルを用いた投写型表示装置による画像表示を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining image display by a projection display device using a liquid crystal panel according to a comparative example. 図１１は、実施の形態２による、液晶パネルのマイクロレンズの構成を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the microlens of the liquid crystal panel according to the second embodiment. 図１２は、実施の形態２による、液晶パネルのマイクロレンズの構成を模式的に示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the microlens of the liquid crystal panel according to the second embodiment.

Explanation of symbols

１０投写型表示装置、１０１光源装置、１１２，１１４ダイクロイックミラー、１１６，１２２，１２４ミラー、２００，２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ液晶パネル、１６０クロスダイクロイックプリズム、１８０投写レンズ系、２０１画素、２０２データ線、２０３走査線、２０４非開口部、２０５開口部、２０６データ線駆動回路、２０７走査線駆動回路、２０８トランジスタ、２０９保持容量、２０８１ゲート領域、２０８２ソース領域、２０８３ドレイン領域、２１０画素電極、２１１ドレイン電極と画素電極とのコンタクトホール、２１２液晶、２１３容量線、２１４ゲート電極、２１５ソース領域とデータ線とを接続するコンタクトホール、２１６ゲート電極と走査線とを接続するコンタクトホール、２１７ドレイン領域とドレイン電極とのコンタクトホール、２１８ドレイン電極、２１０１半導体基板、２１０２対向基板、２１０３液晶層、２１０７透明導電膜、２１０８ガラス層、２１０９樹脂層、２１１０ガラス基板、２１１１マイクロレンズ、２１１２開口部 10 projection display device, 101 light source device, 112, 114 dichroic mirror, 116, 122, 124 mirror, 200, 200R, 200G, 200B liquid crystal panel, 160 cross dichroic prism, 180 projection lens system, 201 pixels, 202 data line, 203 scanning line, 204 non-opening portion, 205 opening portion, 206 data line driving circuit, 207 scanning line driving circuit, 208 transistor, 209 storage capacitor, 2081 gate region, 2082 source region, 2083 drain region, 210 pixel electrode, 211 drain Contact hole between electrode and pixel electrode, 212 liquid crystal, 213 capacitance line, 214 gate electrode, 215 contact hole connecting source region and data line, 216 contact connecting gate electrode and scanning line Contact hole between the drain region and the drain electrode, 218 drain electrode, 2101 semiconductor substrate, 2102 counter substrate, 2103 liquid crystal layer, 2107 transparent conductive film, 2108 glass layer, 2109 resin layer, 2110 glass substrate, 2111 microlens, 2112 opening

Claims

A first substrate;
A second substrate;
A liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate,
The first substrate includes a first data line, a second data line adjacent to the first data line, a first scan line intersecting the first and second data lines, and the first and second data. A second scan line that intersects the line and is adjacent to the first scan line;
An opening that transmits light and a non-opening that does not transmit light are formed in a pixel region surrounded by the first and second data lines and the first and second scanning lines, and the non-opening A transistor is formed, the transistor is electrically connected to a pixel electrode, the opening is in a position overlapping the pixel electrode, and the area of the non-opening is larger than the area of the opening,
The second substrate has a microlens portion;
The microlens unit emits incident light incident on the second substrate toward the first substrate, and the incident light incident on a region having an area equal to or larger than the area of the pixel region is A liquid crystal panel characterized in that the light is condensed in an opening.

The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the micro lens unit includes an aspheric lens.

The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the micro lens unit includes a lenticular lens.

The microlens unit emits, in order from the incident side of the incident light of the second substrate, a first cylindrical lens having a convex surface directed to the incident light incident side, and the incident light of the second substrate. A second cylindrical lens having a convex surface facing the side,
The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the first cylindrical lens has a larger radius of curvature than the second cylindrical lens.

The microlens unit includes, in order from the incident side of the incident light of the second substrate, an aspheric lens having a convex surface directed to the incident side of the incident light, and a side of the second substrate that emits the incident light. The liquid crystal panel according to claim 1, further comprising a second cylindrical lens having a convex surface facing the surface.

The microlens unit has a convex surface directed toward the incident light incident side in order from the incident light incident side of the second substrate, and the incident light has a first angle with respect to the normal line of the liquid crystal panel. A first aspherical lens for changing the first light to be formed, a concave surface directed to the incident side of the incident light of the second substrate, and the first light with respect to the normal to the first angle; The liquid crystal panel according to claim 1, further comprising a second aspherical lens that changes the second light having a second angle smaller than the second aspherical lens.

An electronic device that forms an image,
A first liquid crystal panel;
A second liquid crystal panel,
The image has a plurality of pixels arranged in a matrix,
Each of the plurality of pixels includes a first sub-pixel and a second sub-pixel adjacent to each other;
Display of the first sub-pixel is controlled by driving the first liquid crystal panel;
Display of the second sub-pixel is controlled by driving the second liquid crystal panel;
The first liquid crystal panel includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate, and the first substrate includes a first data line, A second data line adjacent to the first data line, a first scan line intersecting with the first and second data lines, an intersection with the first and second data lines, and the first scan line; A first opening that transmits light to the first pixel region surrounded by the first and second data lines, and the first and second scan lines, and a second scan line adjacent to the second scan line; A first non-opening portion that does not transmit light is formed, the second substrate has a microlens portion, and the microlens portion emits incident light incident on the second substrate toward the first substrate. The incident light incident on a region having an area equal to or larger than the area of the pixel region is condensed on the opening. Electronic apparatus characterized in that it shall.

An electronic device that forms an image,
First to Nth liquid crystal panels;
A light source for irradiating light to the first to Nth liquid crystal panels,
Each of the first to Nth liquid crystal panels is
Multiple data lines,
A plurality of scanning lines arranged to intersect the plurality of data lines;
A plurality of pixel regions formed corresponding to intersections of the plurality of data lines and the plurality of scanning lines;
A microlens unit that is provided between the plurality of pixel regions and the light source and collects the light emitted from the light source;
Each of the plurality of pixel regions includes an opening and a non-opening.
The width of the opening in the direction in which the plurality of scanning lines extends is equal to the width of the pixel region in the direction in which the plurality of scanning lines extend, and the plurality in the direction in which the plurality of scanning lines extend. 1 / N of the total width of one data line,
The microlens part condenses incident light incident on a region having an area equal to or larger than the area of the pixel region in the light to the opening,
A portion of the image corresponding to a non-opening portion provided in the first liquid crystal panel overlaps with a portion corresponding to the opening portions provided in the second to Nth liquid crystal panels. machine.