JPH03248125A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH03248125A JPH03248125A JP2046868A JP4686890A JPH03248125A JP H03248125 A JPH03248125 A JP H03248125A JP 2046868 A JP2046868 A JP 2046868A JP 4686890 A JP4686890 A JP 4686890A JP H03248125 A JPH03248125 A JP H03248125A
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- liquid crystal
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- microlens array
- display element
- crystal display
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、実効開口率を向上させた高精細の液晶表示素
子に関する。
子に関する。
（従来の技術）
液晶パネルは直視型だけではな（、プロジェクションテ
レビ等の投影型表示素子としても需要が高まってきてい
る。液晶パネルを投影型として使用する場合、従来の絵
素数で拡大率を高めると、画面の粗さが目立ってくる。
レビ等の投影型表示素子としても需要が高まってきてい
る。液晶パネルを投影型として使用する場合、従来の絵
素数で拡大率を高めると、画面の粗さが目立ってくる。
高い拡大率でも精細な画像を得るためには、絵素数を増
やすことが必要となる。
やすことが必要となる。
ところが、液晶パネルの絵素数を増すと、特にアクティ
ブマトリクス型の液晶パネルでは、絵素以外の部分が占
める面積が相対的に大きくなり、これらの部分を覆うブ
ラックマスクの面積が増大する。ブラックマスクの面積
が増大すると、表示に寄与する絵素の面積が減少し、表
示素子の開口率が低下してしまう。開口率の低下が生じ
ると、画面が暗くなり、画像品位を低下させることにな
る。
ブマトリクス型の液晶パネルでは、絵素以外の部分が占
める面積が相対的に大きくなり、これらの部分を覆うブ
ラックマスクの面積が増大する。ブラックマスクの面積
が増大すると、表示に寄与する絵素の面積が減少し、表
示素子の開口率が低下してしまう。開口率の低下が生じ
ると、画面が暗くなり、画像品位を低下させることにな
る。
このような絵素数の増大による開口率の低下を防止する
ために、液晶パネルの一方の面にマイクロレンズアレイ
を形成することが提案されている（特開昭６０−１６５
６２１〜１６５６２４号）。
ために、液晶パネルの一方の面にマイクロレンズアレイ
を形成することが提案されている（特開昭６０−１６５
６２１〜１６５６２４号）。
マイクロレンズアレイは各絵素に対応したマイクロレン
ズを存し、従来ではブラックマスクによって遮光されて
いた光を絵素内に集光することが可能となる。
ズを存し、従来ではブラックマスクによって遮光されて
いた光を絵素内に集光することが可能となる。
マイクロレンズはレーザディスク、コンパクトディスク
、光磁気ディスク等の光ピツクアップの集光レンズ、光
ファイバと発光素子又は受光素子との結合のための集光
レンズ、−次元イメージセンサやＬＥＤプリンタの結合
素子、二次元固体撮像素子や液晶パネルの実効開口率を
向上させるための集光素子として用いられている。マイ
クロレンズの製造方法として、イオン交換法（Ａｐｐｌ
、ｏｐｔｉｃｓ ２１（６）、ｐ、１０５２（１９８４
）、又はＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ、１７゜１）、
４５２（１９８１））、膨潤法（鈴木他、′プラスチッ
クマイクロレンズの新しい作製法”第２４回微小光学研
究会）、熱ダレ法（Ｚｏｒａｎ Ｄ、Ｐｏｐｏｖｉｃ
ｅｔ ａｌ。
、光磁気ディスク等の光ピツクアップの集光レンズ、光
ファイバと発光素子又は受光素子との結合のための集光
レンズ、−次元イメージセンサやＬＥＤプリンタの結合
素子、二次元固体撮像素子や液晶パネルの実効開口率を
向上させるための集光素子として用いられている。マイ
クロレンズの製造方法として、イオン交換法（Ａｐｐｌ
、ｏｐｔｉｃｓ ２１（６）、ｐ、１０５２（１９８４
）、又はＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ、１７゜１）、
４５２（１９８１））、膨潤法（鈴木他、′プラスチッ
クマイクロレンズの新しい作製法”第２４回微小光学研
究会）、熱ダレ法（Ｚｏｒａｎ Ｄ、Ｐｏｐｏｖｉｃ
ｅｔ ａｌ。
−Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ａ＋ｏｎｏｌｉｔｈｉ
ｃ ｆａｂｒｉｃａＬｉｏｎ ｏｆ ａｒｉａｒｏｌｅ
ｎｚ ａｒｒａｙｓ−、Ａｐｐｌ、０ｐｔｉｃｓ ２７
ｐ、１２８１（１９８８））蒸着法（特開昭５５−１
３５８０８号）、熱転写法（特開昭６１−６４１５８号
）、機械加工法等が挙げられる。
ｃ ｆａｂｒｉｃａＬｉｏｎ ｏｆ ａｒｉａｒｏｌｅ
ｎｚ ａｒｒａｙｓ−、Ａｐｐｌ、０ｐｔｉｃｓ ２７
ｐ、１２８１（１９８８））蒸着法（特開昭５５−１
３５８０８号）、熱転写法（特開昭６１−６４１５８号
）、機械加工法等が挙げられる。
イオン交換法では、イオンを含む基板を別のイオン源と
接触させて電圧を印加し、イオン交換により生じた屈折
率の分布によって、レンズの効果を生じさせている。膨
潤法では、感光性モノマーを紫外線で重合させ、露光部
分と非露光部分との間に生じる浸透圧力の差により、露
光部分を膨潤させて凸型のレンズ形状・が得られる。熱
ダレ法では、感光性樹脂の膜が円形にパターニングされ
た後、該樹脂の融点以上に加熱溶融され、表面張力によ
りレンズ形状が得られる。蒸着法では、ガラス基板上に
作られた回転体形状の凹部が満たされるまで、ガラス質
の物質を蒸着によって沈着させ、その後このガラス基板
を元の厚さまで減少させてレンズが形成される。機械加
工法では、基材を削ることによりレンズが形成される。
接触させて電圧を印加し、イオン交換により生じた屈折
率の分布によって、レンズの効果を生じさせている。膨
潤法では、感光性モノマーを紫外線で重合させ、露光部
分と非露光部分との間に生じる浸透圧力の差により、露
光部分を膨潤させて凸型のレンズ形状・が得られる。熱
ダレ法では、感光性樹脂の膜が円形にパターニングされ
た後、該樹脂の融点以上に加熱溶融され、表面張力によ
りレンズ形状が得られる。蒸着法では、ガラス基板上に
作られた回転体形状の凹部が満たされるまで、ガラス質
の物質を蒸着によって沈着させ、その後このガラス基板
を元の厚さまで減少させてレンズが形成される。機械加
工法では、基材を削ることによりレンズが形成される。
イオン交換法及び蒸着法では、屈折率分布型のマイクロ
レンズを有する平板マイクロレンズアレイが得られ、そ
の他の方法では、半球状のマイクロレンズを有するマイ
クロレンズアレイが得られる。半球状のマイクロレンズ
を有するマイクロレンズアレイの場合には、これをもと
に金型を作製し、この金型を用いて成形することにより
、マイクロレンズアレイの量産が可能となる。これらの
マイクロレンズアレイを液晶パネルに貼り合わせること
により、実効開口率が向上し、明るい表示画面が得られ
る。
レンズを有する平板マイクロレンズアレイが得られ、そ
の他の方法では、半球状のマイクロレンズを有するマイ
クロレンズアレイが得られる。半球状のマイクロレンズ
を有するマイクロレンズアレイの場合には、これをもと
に金型を作製し、この金型を用いて成形することにより
、マイクロレンズアレイの量産が可能となる。これらの
マイクロレンズアレイを液晶パネルに貼り合わせること
により、実効開口率が向上し、明るい表示画面が得られ
る。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、現在用いられている液晶パネルにマイク
ロレンズアレイを貼り付けても、実効開口率の向上には
限界がある。光には回折限界があり、集光スポットの大
きさはおのずと決って（るからである。集光スポットの
大きさは、マイクロレンズの直径が小さいほど、そして
焦点距離が長いほど大きくなる。光スポットの大きさが
絵素の面積よりも大きくなると、全ての光が表示に寄与
し得なくなり、実効開口率の向上が図れなくなる。
ロレンズアレイを貼り付けても、実効開口率の向上には
限界がある。光には回折限界があり、集光スポットの大
きさはおのずと決って（るからである。集光スポットの
大きさは、マイクロレンズの直径が小さいほど、そして
焦点距離が長いほど大きくなる。光スポットの大きさが
絵素の面積よりも大きくなると、全ての光が表示に寄与
し得なくなり、実効開口率の向上が図れなくなる。
集光効果を高めるためには、マイクロレンズの直径を大
きくすること、及び焦点距離を小さくすること等が考え
られる。ところが、マイクロレンズの直径は絵素の面積
よりも太き（することができないという制約がある。ま
た、マイクロレンズの焦点はマイクロレンズが貼り付け
られている基板の液晶層側の面の近傍に位置するように
設定されているので、マイクロレンズの焦点距離はこの
基板の厚さ以下にすることはできない。液晶パネルに用
いられているガラス基板の厚さは、概ねＩＩであり、ガ
ラス基板を薄（しても、実用上は０゜５■が限界であろ
う。従って、マイクロレンズの焦点距離もそれ以下とす
ることはできない。絵素のピッチが数十μｍ程度の高精
細な表示を行う液晶パネルでは、回折限界によって集光
スポットをある程度以下にすることができず、絵素の面
積よりも大きくなってしまう。
きくすること、及び焦点距離を小さくすること等が考え
られる。ところが、マイクロレンズの直径は絵素の面積
よりも太き（することができないという制約がある。ま
た、マイクロレンズの焦点はマイクロレンズが貼り付け
られている基板の液晶層側の面の近傍に位置するように
設定されているので、マイクロレンズの焦点距離はこの
基板の厚さ以下にすることはできない。液晶パネルに用
いられているガラス基板の厚さは、概ねＩＩであり、ガ
ラス基板を薄（しても、実用上は０゜５■が限界であろ
う。従って、マイクロレンズの焦点距離もそれ以下とす
ることはできない。絵素のピッチが数十μｍ程度の高精
細な表示を行う液晶パネルでは、回折限界によって集光
スポットをある程度以下にすることができず、絵素の面
積よりも大きくなってしまう。
本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発
明の目的は、焦点距離の小さいマイクロレンズを有し、
実効開口率の大きい液晶表示素子を提供することである
。
明の目的は、焦点距離の小さいマイクロレンズを有し、
実効開口率の大きい液晶表示素子を提供することである
。
（課題を解決するための手段）
本発明の液晶表示素子は、一対の透明基板間に液晶層を
有し多数の絵素が形成される液晶パネルと、該絵素のそ
れぞれに光を集束させるマイクロレンズを有するマイク
ロレンズアレイと、を備えた液晶表示素子であって、該
一対の透明基板の何れか一方の基板がその内部に該マイ
クロレンズアレイを有し、各マイクロレンズの焦点が、
該一方の基板の該液晶層側の面の近傍に位置しており、
そのことによって上記目的が達成される。
有し多数の絵素が形成される液晶パネルと、該絵素のそ
れぞれに光を集束させるマイクロレンズを有するマイク
ロレンズアレイと、を備えた液晶表示素子であって、該
一対の透明基板の何れか一方の基板がその内部に該マイ
クロレンズアレイを有し、各マイクロレンズの焦点が、
該一方の基板の該液晶層側の面の近傍に位置しており、
そのことによって上記目的が達成される。
また、前記一方の基板が、前記マイクロレンズアレイの
前記液晶層側に、プラスチックフィルム及びガラス板の
何れかを有している構成とすることもできる。
前記液晶層側に、プラスチックフィルム及びガラス板の
何れかを有している構成とすることもできる。
更に、前記一方の基板がガラス基板であり、前記マイク
ロレンズアレイが、該ガラス基板中に球状に形成された
屈折率分布型マイクロレンズを有する構成とすることも
できる。
ロレンズアレイが、該ガラス基板中に球状に形成された
屈折率分布型マイクロレンズを有する構成とすることも
できる。
（作用）
本発明の液晶表示素子では、各絵素に対応するマイクロ
レンズを有するマイクロレンズアレイが液晶パネルの基
板内に形成されているので、マイクロレンズの焦点距離
を小さくすることができる。
レンズを有するマイクロレンズアレイが液晶パネルの基
板内に形成されているので、マイクロレンズの焦点距離
を小さくすることができる。
従って、集光スポットを絵素の大きさより小さくするこ
とができ、実効開口率を向上させることができる。
とができ、実効開口率を向上させることができる。
（実施例）
本発明を実施例について以下に説明する。
第１図に本発明の液晶表示素子の一実施例の断面図を示
す。本実施例はアクティブマトリクス型の液晶表示素子
である。はう珪酸ガラスからなる透明基板１上に、図示
していないが、絵素電極、スイッチング素子、バス配線
等が形成されている。
す。本実施例はアクティブマトリクス型の液晶表示素子
である。はう珪酸ガラスからなる透明基板１上に、図示
していないが、絵素電極、スイッチング素子、バス配線
等が形成されている。
基板１とこの基板に対向する対向基板８との間には、液
晶層６がシール材５によって封入されている。対向基板
８はマイクロレンズアレイ２、接着層４、及びプラスチ
ックフィルム３からなる。マイクロレンズアレイ２には
、基板１上の各絵素電極に対応してマイクロレンズ９が
形成されている。
晶層６がシール材５によって封入されている。対向基板
８はマイクロレンズアレイ２、接着層４、及びプラスチ
ックフィルム３からなる。マイクロレンズアレイ２には
、基板１上の各絵素電極に対応してマイクロレンズ９が
形成されている。
本実施例ではマイクロレンズ９は凸レンズの形状を有し
ている。
ている。
マイクロレンズアレイ２は前述の膨潤法、熱ダレ法、熱
転写法、機械加工法等によって作製することができる。
転写法、機械加工法等によって作製することができる。
本実施例では熱ダレ法を用いた。
マイクロレンズアレイ２にはプラスチックフィルム３が
接着層４によって貼り付けられている。接着層４には、
透明樹脂からなる接着剤を用いることができる。尚、本
実施例では接着層４を設けたが、接着層４を設けずに他
の方法でマイクロレンズアレイ２とプラスチックフィル
ム３とを貼り合わせてもよい。
接着層４によって貼り付けられている。接着層４には、
透明樹脂からなる接着剤を用いることができる。尚、本
実施例では接着層４を設けたが、接着層４を設けずに他
の方法でマイクロレンズアレイ２とプラスチックフィル
ム３とを貼り合わせてもよい。
本実施例では接着層４に紫外線硬化樹脂を用いた。マイ
クロレンズアレイ２とプラスチックフィルム３との熱膨
張率の差が大きいので、接着層４に熱硬化樹脂を用いる
ことは好ましくない。
クロレンズアレイ２とプラスチックフィルム３との熱膨
張率の差が大きいので、接着層４に熱硬化樹脂を用いる
ことは好ましくない。
また、透明基板ｌはマイクロレンズアレイ２を形成する
基板と同じ程度の熱膨張率を有する材料が好ましい。基
板１とマイクロレンズアレイ２の基板との間の熱膨張率
が大きいと、得られる液晶表示素子の温度に対する信頼
性が劣る可能性が生じるからである。
基板と同じ程度の熱膨張率を有する材料が好ましい。基
板１とマイクロレンズアレイ２の基板との間の熱膨張率
が大きいと、得られる液晶表示素子の温度に対する信頼
性が劣る可能性が生じるからである。
プラスチックフィルム３には光学的に透明性が高いこと
、等方性若しくは一軸配向性を有すること、耐薬品性に
優れていること、低吸水性及び低透気性等の特性が要求
される。プラスチックフィルム３に適切な材料として、
ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ
エーテル樹脂、−軸性ポリエステル樹脂等を挙げること
ができる。
、等方性若しくは一軸配向性を有すること、耐薬品性に
優れていること、低吸水性及び低透気性等の特性が要求
される。プラスチックフィルム３に適切な材料として、
ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ
エーテル樹脂、−軸性ポリエステル樹脂等を挙げること
ができる。
本実施例では厚さ０．３ｍｍのポリエーテルスルホン酸
ａｌｔ脂のフィルムを用いた。尚、フィルムの信頼性を
向上させるために、フィルム表面にコーティングを施し
てもよい。更に、プラスチックフィルム３に代えて、厚
さ０．１〜０． ４ｍｍのガラス板を用いることもでき
る。
ａｌｔ脂のフィルムを用いた。尚、フィルムの信頼性を
向上させるために、フィルム表面にコーティングを施し
てもよい。更に、プラスチックフィルム３に代えて、厚
さ０．１〜０． ４ｍｍのガラス板を用いることもでき
る。
プラスチックフィルム３の厚さは、マイクロレンズ９の
後側焦点がプラスチックフィルム３の液異層６側の面の
近傍に位置するように決められ、好ましくは、該焦点が
液晶層６の中央に位置するように決められる。このよう
なプラスチックフィルム３の厚さは、接着層４を設けな
い場合には、マイクロレンズ９の後側焦点距離ｆｂと、
プラスチックフィルム３の屈折率ｎとの積、ｆｂ−ｎに
よって求められる。本実施例では接着層４が設けられて
いるので、その屈折率も考慮してプラスチックフィルム
３の厚さを決定した。
後側焦点がプラスチックフィルム３の液異層６側の面の
近傍に位置するように決められ、好ましくは、該焦点が
液晶層６の中央に位置するように決められる。このよう
なプラスチックフィルム３の厚さは、接着層４を設けな
い場合には、マイクロレンズ９の後側焦点距離ｆｂと、
プラスチックフィルム３の屈折率ｎとの積、ｆｂ−ｎに
よって求められる。本実施例では接着層４が設けられて
いるので、その屈折率も考慮してプラスチックフィルム
３の厚さを決定した。
プラスチックフィルム３の液晶層６側の面には、透明電
極（図示せず）が形成されている。この透明電極はマイ
クロレンズアレイ２とプラスチックフィルム３とを貼り
合わせる前、又は貼り合わせた後の何れに於て形成して
もよい。プラスチックフィルム３は耐熱温度が低いため
、透明電極は低温蒸着によって形成した。更に、この対
向電極上に形成される配向膜、及びシール材５は、低温
硬化タイプでプラスチックフィルム３に対する密着性に
優れたものを用いた。
極（図示せず）が形成されている。この透明電極はマイ
クロレンズアレイ２とプラスチックフィルム３とを貼り
合わせる前、又は貼り合わせた後の何れに於て形成して
もよい。プラスチックフィルム３は耐熱温度が低いため
、透明電極は低温蒸着によって形成した。更に、この対
向電極上に形成される配向膜、及びシール材５は、低温
硬化タイプでプラスチックフィルム３に対する密着性に
優れたものを用いた。
本実施例では凸レンズ状のマイクロレンズ９を有スルマ
イクロレンズアレイ２を用いたが、イオン交換法、蒸着
法等によって作製される平板マイクロレンズアレイを用
いることもできる。イオン交換法により作製される平板
マイクロレンズアレイを用いる場合には、平板マイクロ
レンズを形成するための基板が多くのイオン成分を含む
ため、絵素電極、スイッチング素子等を形成する透明基
板１との間に熱膨張率差が生じる。従って、得られる液
晶表示素子の温度に対する信頼性が劣る可能性がある。
イクロレンズアレイ２を用いたが、イオン交換法、蒸着
法等によって作製される平板マイクロレンズアレイを用
いることもできる。イオン交換法により作製される平板
マイクロレンズアレイを用いる場合には、平板マイクロ
レンズを形成するための基板が多くのイオン成分を含む
ため、絵素電極、スイッチング素子等を形成する透明基
板１との間に熱膨張率差が生じる。従って、得られる液
晶表示素子の温度に対する信頼性が劣る可能性がある。
このような信頼性の低下を防止するため、シール材５及
び基板１及び８間の厚さを一定に保つスペーサには、伸
縮性の高いものを用いることが好ましい。
び基板１及び８間の厚さを一定に保つスペーサには、伸
縮性の高いものを用いることが好ましい。
本実施例の液晶表示素子では、各絵素に対応するマイク
ロレンズを有するマイクロレンズアレイ２が基板８の内
に形成されているので、マイクロレンズ９の焦点距離を
小さくすることができた。
ロレンズを有するマイクロレンズアレイ２が基板８の内
に形成されているので、マイクロレンズ９の焦点距離を
小さくすることができた。
従って、集光スポットを絵素の大きさより小さくするこ
とができ、実効開口率を向上させることができた。
とができ、実効開口率を向上させることができた。
箪２図に本発明の液晶表示素子の他の実施例を示す。本
実施例では第１図の対向基板８に相当するものは、マイ
クロレンズアレイ２それ目体である。第１図の実施例と
同様に、絵素電極、スイッチング素子、バス配線（何れ
も図示せず）等が透明基板１上に形成されている。基板
１とマイクロレンズアレイ２との間には液晶層６がシー
ル材５によって封入されている。また、本実施例では平
板マイクロレンズアレイ２にはコーテイング膜７が形成
されている。平板マイクロレンズ２には多くの屈折率分
布型のマイクロレンズ９が形成されている。マイクロレ
ンズ９は、ソーダガラスからなる基板内に球状の屈折率
分布領域を形成することにより作製される。即ち、マイ
クロレンズ９は、イオン交換法によって半球状の屈折率
分布領域を形成した後、該領域を被覆して再度イオン交
換させることによって形成される（特開昭５８−１６７
４５）。このようにして作製したマイクロレンズアレイ
２は、その液晶層６側の面の近傍に焦点を有するので、
そのまま液晶表示素子を構成する基板として用いること
ができる。
実施例では第１図の対向基板８に相当するものは、マイ
クロレンズアレイ２それ目体である。第１図の実施例と
同様に、絵素電極、スイッチング素子、バス配線（何れ
も図示せず）等が透明基板１上に形成されている。基板
１とマイクロレンズアレイ２との間には液晶層６がシー
ル材５によって封入されている。また、本実施例では平
板マイクロレンズアレイ２にはコーテイング膜７が形成
されている。平板マイクロレンズ２には多くの屈折率分
布型のマイクロレンズ９が形成されている。マイクロレ
ンズ９は、ソーダガラスからなる基板内に球状の屈折率
分布領域を形成することにより作製される。即ち、マイ
クロレンズ９は、イオン交換法によって半球状の屈折率
分布領域を形成した後、該領域を被覆して再度イオン交
換させることによって形成される（特開昭５８−１６７
４５）。このようにして作製したマイクロレンズアレイ
２は、その液晶層６側の面の近傍に焦点を有するので、
そのまま液晶表示素子を構成する基板として用いること
ができる。
本実施例ではマイクロレンズアレイ２がイオンを多く含
むソーダガラスからなるので、マイクロレンズアレイ２
から液晶層６ヘイオンが移行することが懸念される。こ
のような可能性を低減するタメ、マイクロレンズアレイ
２の表面にコーテイング膜７が形成されている。
むソーダガラスからなるので、マイクロレンズアレイ２
から液晶層６ヘイオンが移行することが懸念される。こ
のような可能性を低減するタメ、マイクロレンズアレイ
２の表面にコーテイング膜７が形成されている。
また、マイクロレンズアレイ２の基板がソーダガラスか
らなることにより、透明基板１との熱膨張率差が生じ、
得られる液晶表示素子の温度に対する信頼性が劣る可能
性がある。このような信頼性の低下を防止するため、前
述のようにシール材５及び基板１及び８間の厚さを一定
に保つスペーサには、伸縮性の高いものを用いた。また
、透明基板ｌにはその熱膨張率がマイクロレンズアレイ
２のそれに近いものを用いた。
らなることにより、透明基板１との熱膨張率差が生じ、
得られる液晶表示素子の温度に対する信頼性が劣る可能
性がある。このような信頼性の低下を防止するため、前
述のようにシール材５及び基板１及び８間の厚さを一定
に保つスペーサには、伸縮性の高いものを用いた。また
、透明基板ｌにはその熱膨張率がマイクロレンズアレイ
２のそれに近いものを用いた。
本実施例ではマイクロレンズ９の焦点距離を小さく設定
することができるので、集光スポットをを小さくするこ
とができる。従って、絵素が一辺１００μｍ以下の大き
さに微細化されても、絵素に効率よく光を集めることが
でき、液晶表示素子の実効開口率を大幅に向上させるこ
とができた。
することができるので、集光スポットをを小さくするこ
とができる。従って、絵素が一辺１００μｍ以下の大き
さに微細化されても、絵素に効率よく光を集めることが
でき、液晶表示素子の実効開口率を大幅に向上させるこ
とができた。
本実施例の構成で、対角３インチ、１００ＯＸＩ５００
ドツトの液晶表示素子では、実効開口率的６０％となり
、従来の液晶表示素子の開口率の２倍となった。
ドツトの液晶表示素子では、実効開口率的６０％となり
、従来の液晶表示素子の開口率の２倍となった。
本実施例ではイオン交換法によってマイクロレンズアレ
イ２を作製したが、他の方法を用いて作製することもで
きる。例えば、予めエツチングによって基板に穴を開け
ておき、この穴に基板とは異なる屈折率を有するプラス
チックビーズやガラスピーズを入れ、更に基板と同程度
の屈折率を有する樹脂で埋めることにより作製すること
もできる（ ＡＩ）り１． Ｏｐｔ、 ２５．３３５５
（１９８６） ）。
イ２を作製したが、他の方法を用いて作製することもで
きる。例えば、予めエツチングによって基板に穴を開け
ておき、この穴に基板とは異なる屈折率を有するプラス
チックビーズやガラスピーズを入れ、更に基板と同程度
の屈折率を有する樹脂で埋めることにより作製すること
もできる（ ＡＩ）り１． Ｏｐｔ、 ２５．３３５５
（１９８６） ）。
（発明の効果）
本発明の液晶表示素子は焦点距離の小さいマイクロレン
ズを有しているので、集光スポットを小さくすることが
できる。従って、本発明によれば液晶表示素子の実効開
口率を大幅に向上させることができ、明るい表示画面を
有する液晶表示素子を提供し得る。
ズを有しているので、集光スポットを小さくすることが
できる。従って、本発明によれば液晶表示素子の実効開
口率を大幅に向上させることができ、明るい表示画面を
有する液晶表示素子を提供し得る。
４、 の なセ 「
第１図は本発明の液晶表示素子の一実施例の断面図、第
２図は本発明の他の実施例の断面図であある。
２図は本発明の他の実施例の断面図であある。
■・・・透明基板、２・・・マイクロレンズアレイ、３
・・・プラスチックフィルム、４・・・接着層、５・・
・シール材、６・・・液晶層、７・・・コーテイング膜
、８・・・対向基板、９・・・マイクロレンズ。
・・・プラスチックフィルム、４・・・接着層、５・・
・シール材、６・・・液晶層、７・・・コーテイング膜
、８・・・対向基板、９・・・マイクロレンズ。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一対の透明基板間に液晶層を有し多数の絵素が形成
される液晶パネルと、該絵素のそれぞれに光を集束させ
るマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、を
備えた液晶表示素子であって、 該一対の透明基板の何れか一方の基板がその内部に該マ
イクロレンズアレイを有し、各マイクロレンズの焦点が
、該一方の基板の該液晶層側の面の近傍に位置している
液晶表示素子。 ２、前記一方の基板が、前記マイクロレンズアレイの前
記液晶層側に、プラスチックフィルム及びガラス板の何
れかを有している、請求項１に記載の液晶表示素子。 ３、前記一方の基板がガラス基板であり、前記マイクロ
レンズアレイが、該ガラス基板中に球状に形成された屈
折率分布型マイクロレンズを有する、請求項１に記載の
液晶表示素子。
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|---|---|---|---|
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| EP91301530A EP0444872B1 (en) | 1990-02-26 | 1991-02-26 | A liquid crystal display device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2046868A JPH03248125A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248125A true JPH03248125A (ja) | 1991-11-06 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0444872B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03248125A (ja) |
| KR (1) | KR940006986B1 (ja) |
| DE (1) | DE69110317T2 (ja) |
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