JPH0475024A - Color liquid crystal display element - Google Patents

Color liquid crystal display element

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Publication number
JPH0475024A
JPH0475024A JP2188776A JP18877690A JPH0475024A JP H0475024 A JPH0475024 A JP H0475024A JP 2188776 A JP2188776 A JP 2188776A JP 18877690 A JP18877690 A JP 18877690A JP H0475024 A JPH0475024 A JP H0475024A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
color filter
substrate
display element
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2188776A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriko Watanabe
典子 渡辺
Hiroshi Hamada
浩 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2188776A priority Critical patent/JPH0475024A/en
Publication of JPH0475024A publication Critical patent/JPH0475024A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the display element which is large in effective aperture rate and does not have its liquid crystal layer affected adversely by a color filter by equipping either of a couple of transparent substrates with a microlens array and the color filter internally. CONSTITUTION:A liquid crystal layer 6 is provided between a transparent substrate 1 and the substrate 8 which has the microlens array 2 and color filter 10 internally and many picture elements are formed in the liquid crystal panel consisting of the substrates 1 and 8 and liquid crystal layer 6. The microlens array 2 has microlenses 9 which converge light on the respective picture elements, the color filter 10 are provided corresponding to the respective, and the focus of each microlens 9 is positioned nearby the surface of the substrate 8 on the side of the liquid crystal layer 6. Consequently, no impurities are dissolved out of the color filter 10 into the liquid crystal layer 6 and no adverse influence is exerted upon a display; and a light convergence spot can be made smaller than each picture element and the effective aperture rate can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐光性に優れた高ytmの投影型のカラー液
晶表示素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high ytm projection type color liquid crystal display element with excellent light resistance.

(従来の技術) 液晶パネルは直視型だけではなく、プロジェクンヨンテ
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。
(Prior Art) Demand for liquid crystal panels is increasing not only for direct view type display devices but also for projection type display devices such as projection televisions. When using a projection-type LCD panel, increasing the magnification with the conventional number of picture elements makes the screen rougher.

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。
In order to obtain a fine image even at a high magnification ratio, it is necessary to increase the number of picture elements.

ところが、液晶パネルの絵素数を増すと、特にアクティ
ブマトソクス型の液晶パネルでは、絵素以外の部分が古
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。
However, when the number of pixels in an LCD panel increases, especially in an active matrix type LCD panel, the area where areas other than pixels become obsolete becomes relatively large, and the area of the black mask that covers these areas increases. . When the area of the black mask increases, the area of picture elements contributing to display decreases, and the aperture ratio of the display element decreases. When the aperture ratio decreases, the screen becomes dark and the image quality deteriorates.

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)。
In order to prevent the aperture ratio from decreasing due to the increase in the number of picture elements, it has been proposed to form a microlens array on one side of the liquid crystal panel (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-165).
621-165624).

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
ズを有し、従来ではブラン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。
The microlens array has a microlens corresponding to each picture element, and it becomes possible to focus light, which was conventionally blocked by a blank mask, into the picture element.

マイクロレンズの製造方法として、イオン交換法(Ap
pl、0ptics 21(6)、 p、1Q52(1
984)、又はε1eetron Lett、 17.
 p、 452(1981)) 、膨潤法(鉛末他、“
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)、熱ブレ法(Zoran D。
The ion exchange method (Ap
pl, 0ptics 21(6), p, 1Q52(1
984), or ε1eetron Lett, 17.
p, 452 (1981)), swelling method (lead powder et al., “
A new method for producing plastic microlenses “24th Micro-Optics Research Group”, thermal blur method (Zoran D.

Popovic et al、−Technique 
for monolithic fabr+cat1o
n of m1crolenz arrays 、 A
ppl、0ptics 27p、 1281(198g
))、蒸着法(特開昭55−135808号)、熱転写
法(特開昭61−64158号)、機械加工法等が挙げ
られる。
Popovic et al, -Technique
for monolithic fabric + cat1o
n of m1crolenz arrays, A
ppl, 0ptics 27p, 1281 (198g
)), vapor deposition method (JP-A-55-135808), thermal transfer method (JP-A-61-64158), machining method, etc.

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。
In the ion exchange method, a substrate containing ions is brought into contact with another ion source, a voltage is applied, and a lens effect is produced by the refractive index distribution produced by the ion exchange. In the swelling method, a photosensitive monomer is polymerized with ultraviolet rays, and the difference in osmotic pressure generated between the exposed and non-exposed areas causes the exposed areas to swell, resulting in a convex lens shape. In the thermal sag method, a photosensitive resin film is patterned into a circular shape, and then heated and melted to a temperature higher than the melting point of the resin to obtain a lens shape due to surface tension. In the vapor deposition method, a lens is formed by depositing a glassy material by vapor deposition until a rotor-shaped recess made on a glass substrate is filled, and then reducing the glass substrate to its original thickness. In the machining method, lenses are formed by cutting the base material.

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、単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の外面に貼り合わせ
ることにより、実効開口率が同上し、明るい表示画面が
得られる。
The ion exchange method and the vapor deposition method yield a flat microlens array having refractive index gradient microlenses, and the other methods yield a microlens array having monospherical microlenses. In the case of a microlens array having hemispherical microlenses, mass production of the microlens array becomes possible by creating a mold based on this and molding using this mold. By bonding these microlens arrays to the outer surface of a liquid crystal panel, the effective aperture ratio is the same as above, and a bright display screen can be obtained.

しかしながら、現在用いられている液晶パネルの外面に
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くるからである。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(なる
。
However, even if a microlens array is attached to the outer surface of currently used liquid crystal panels, there is a limit to the improvement of the effective aperture ratio. This is because light has a diffraction limit, and the size of the focused spot is determined by itself. The smaller the diameter of the microlens, the smaller the focal spot size.
And the longer the focal length, the larger it becomes. If the size of the light spot becomes larger than the area of the picture element, all the light cannot contribute to display, making it impossible to improve the effective aperture ratio.

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1tin+であ
り、ガラス基板を薄くしても、実用上は0゜5!1II
l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。
In order to enhance the light condensing effect, it is possible to increase the diameter of the microlens, decrease the focal length, etc. However, the diameter of the microlens is larger than the area of the picture element (there is a restriction that it cannot be made larger than the area of the pixel. Also, the focal point of the microlens is near the liquid crystal layer side of the substrate on which the microlens is attached). The focal length of the microlens cannot be less than the thickness of this substrate.The thickness of the glass substrate used in liquid crystal panels is approximately 1tin+, and the focal length of the microlens cannot be less than the thickness of this substrate. Even if it is thin, it is practically 0°5!1II
l would be the limit. Therefore, the focal length of the microlens cannot be made shorter than that. In a liquid crystal panel that performs high-definition display in which the pitch of picture elements is on the order of several tens of micrometers, the condensed spot cannot be made smaller than a certain level due to the diffraction limit, and the spot becomes larger than the area of the picture elements.

(発明が解決しようとする課H) このような問題点を解決するために、液晶パネルを構成
する透明基板の一方の内部にマイクロレンズアレイを設
けた液晶表示素子が開発されている(特願平2−468
68号)。第2図にこのような構成を有する液晶表示素
子の断面図を示す。
(Problem H to be solved by the invention) In order to solve these problems, a liquid crystal display element in which a microlens array is provided inside one of the transparent substrates that constitute the liquid crystal panel has been developed (patent application). Hei 2-468
No. 68). FIG. 2 shows a cross-sectional view of a liquid crystal display element having such a configuration.

この液晶表示素子はアクティブマトリクス型のものであ
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
と該基板1に対句する対問基[8ト(’) &’Tには
、液晶層6がシール材5によって封入されている。
This liquid crystal display element is of an active matrix type. Although not shown, picture element electrodes, switching elements, bus wiring, etc. are formed on the transparent substrate 1. Board 1
A liquid crystal layer 6 is sealed with a sealing material 5.

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、凸レンズ
の形状を有するマイクロレンズ9が形成されている。マ
イクロレンズアレイ2にはプラスチックフィルム3が透
明樹脂からなる接着層4によって貼り付けられている。
The counter substrate 8 consists of a microlens array 2, an adhesive layer 4, and a plastic film 3. In the microlens array 2, microlenses 9 having the shape of convex lenses are formed corresponding to each picture element electrode on the substrate 1. A plastic film 3 is attached to the microlens array 2 with an adhesive layer 4 made of transparent resin.

このような構成では、マイクロレンズ9が液晶層6の近
傍に設けられるので、マイクロレンズ9の焦点距離を小
さくすることができ、集光スポットを小さくすることが
可能となる。
In such a configuration, since the microlens 9 is provided near the liquid crystal layer 6, the focal length of the microlens 9 can be made small, and the condensed spot can be made small.

このような液晶表示素子は、カラーフィルタと組み合わ
せてカラー液晶表示素子として用いることができる。と
ころが、このカラー液晶表示素子を投影型の液晶表示素
子として用いると、カラーフィルタにはかなりの強度の
光が照射されるので、カラーフィルタの耐光性が問題と
なる。従来より直視型の液晶表示パネルにしばしば用い
られている染料型カラーフィルタは、耐光性が低いので
用いることはできない。
Such a liquid crystal display element can be used as a color liquid crystal display element in combination with a color filter. However, when this color liquid crystal display element is used as a projection type liquid crystal display element, the light resistance of the color filter becomes a problem because the color filter is irradiated with light of considerable intensity. Dye-type color filters, which have been conventionally often used in direct-view liquid crystal display panels, cannot be used because of their low light resistance.

そこで、カラー画像の投影を行うために、耐光性に優れ
る干渉型カラーフィルタ、若しくは顔料分散型カラーフ
ィルタを用いることが考えられる。
Therefore, in order to project a color image, it is conceivable to use an interference type color filter or a pigment dispersion type color filter that has excellent light resistance.

また、カラーフィルタを用いずに3原色に対応した3枚
の液晶表示パネルを用いる方式も用いられている。しか
し、干渉型カラーフィルタを用いたカラー液晶表示素子
や、3枚の液晶表示パネルを用いたカラー液晶表示素子
はコストが高いという問題点がある。また、分散型カラ
ーフィルタを用いたカラー液晶表示素子では、視差(パ
ララックス)を避けるためにカラーフィルタを液晶パネ
ルの基板の液晶層側に設ける必要があるため、分散型カ
ラーフィルタから不純物が液晶層に溶出して、表示に悪
影響を与えるという問題点がある。
Furthermore, a method is also used in which three liquid crystal display panels corresponding to the three primary colors are used without using color filters. However, a color liquid crystal display element using an interference type color filter or a color liquid crystal display element using three liquid crystal display panels has a problem of high cost. In addition, in color liquid crystal display elements using dispersed color filters, it is necessary to provide the color filter on the liquid crystal layer side of the liquid crystal panel substrate to avoid parallax, so impurities are removed from the dispersed color filters. There is a problem that it elutes into the layer and adversely affects the display.

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、実効開口率の大きいカラー液晶表示素子で
あって、カラーフィルタが液晶層に悪影響を与えること
のないカラー液晶表示素子を提供することである。
The present invention solves these problems, and an object of the present invention is to provide a color liquid crystal display element with a large effective aperture ratio, in which the color filter does not have an adverse effect on the liquid crystal layer. The goal is to provide the following.

(課題を解決するための手段) 本発明のカラー液晶表示素子は、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、該絵素のそれぞれに対応した
カラーフィルタと、を備えたカラー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と該カラーフィルタとを有し
、該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。
(Means for Solving the Problems) The color liquid crystal display element of the present invention includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates and in which a large number of picture elements are formed, and a liquid crystal panel that focuses light on each of the picture elements. A color liquid crystal display element comprising a microlens array having microlenses to make the picture element transparent, and a color filter corresponding to each of the picture elements, wherein one of the pair of transparent substrates has a color filter inside the transparent substrate. It has a microlens array and the color filter, and the focal point of the microlens is located near the surface of the one substrate on the liquid crystal layer side, thereby achieving the above object.

(作用) 本発明のカラー液晶表示素子は、基板の内部にカラーフ
ィルタを有しているので、カラーフィルタと液晶層とが
接することはない。従って、カラーフィルタから液晶層
へ不純物が溶出して、表示に悪影響を与えることもない
。
(Function) Since the color liquid crystal display element of the present invention has a color filter inside the substrate, the color filter and the liquid crystal layer do not come into contact with each other. Therefore, impurities will not be eluted from the color filter into the liquid crystal layer and will not adversely affect the display.

また、本発明のカラー液晶表示素子は、基板の内部にマ
イクロレンズアレイ有しているので、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。
Furthermore, since the color liquid crystal display element of the present invention has a microlens array inside the substrate, the focal length of the microlens can be made small. Therefore, the focused spot can be made smaller than the size of the picture element, and the effective aperture ratio can be improved.

(実施例) 本発明の実施例について以下に説明する。第1図に本発
明のカラー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カラー液晶表示素子
である。本実施例のカラー液晶表示素子は、透明基板1
と、内部にマイクロレンズアレイ2とカラーフィルタ1
oとを有する基板8との開に液晶層6を有する。基板1
及び8と液晶層6とによって構成される液晶パネルには
、多数の絵素が形成される。マイクロレンズアレイ2は
絵素のそれぞれに光を集束させるマイクロレンズ9を有
する。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。カラーフィルタ10は絵素のそれぞれに
対応して設けられている。
(Example) Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the color liquid crystal display element of the present invention. This embodiment is an active matrix type color liquid crystal display element. The color liquid crystal display element of this example has a transparent substrate 1
and a microlens array 2 and a color filter 1 inside.
A liquid crystal layer 6 is disposed between a substrate 8 and a substrate 8. Board 1
A large number of picture elements are formed on the liquid crystal panel constituted by the liquid crystal layer 6 and the liquid crystal layer 6. The microlens array 2 has microlenses 9 that focus light on each picture element. In this embodiment, the microlens 9 has a convex lens shape. A color filter 10 is provided corresponding to each picture element.

各マイクロレンズ9の焦点は、基板8の液晶層6側の面
の近傍に位置している@ 透明基板1ははう珪酸ガラスからなり、その上には、図
示していないが、絵素電極、スイノチング素子、バス配
線等が形成されている。基板1と該基板1に対向する対
向基板8との間には、液晶層6がソール材5によって封
入されている。基板8のマイクロレンズアレイ2とカラ
ーフィルタ10との間には、透明樹脂層11が設けられ
ている。
The focal point of each microlens 9 is located near the surface of the substrate 8 on the liquid crystal layer 6 side.@The transparent substrate 1 is made of borosilicate glass, and on it, although not shown, is a pixel electrode. , switching elements, bus wiring, etc. are formed. A liquid crystal layer 6 is enclosed by a sole material 5 between the substrate 1 and a counter substrate 8 facing the substrate 1. A transparent resin layer 11 is provided between the microlens array 2 of the substrate 8 and the color filter 10.

また、基板8は、カラーフィルタ10上の接着層4と、
接着層4上に貼り付けられたプラスチックフィルム3と
を有する。
Further, the substrate 8 is connected to the adhesive layer 4 on the color filter 10,
It has a plastic film 3 pasted on an adhesive layer 4.

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。
The microlens array 2 can be manufactured by the aforementioned swelling method, thermal sagging method, thermal transfer method, machining method, or the like.

本実施例では熱ダレ法を用いた。In this example, a heat sagging method was used.

マイクロレンズアレイ2上に設けられた透明樹脂層11
は、マイクロレンズアレイ2上の凹凸部を平坦化するた
めに設けられている。
Transparent resin layer 11 provided on microlens array 2
are provided to flatten the uneven portions on the microlens array 2.

透明樹脂層11上に形成されたカラーフィルタ10は、
レジンに顔料と感光剤とを混合したネガタイプの感光性
樹脂を用いて作製される。この感光性樹脂は透明樹脂層
ll上に塗布され、露光によってパターニングされる。
The color filter 10 formed on the transparent resin layer 11 is
It is produced using a negative type photosensitive resin, which is a mixture of resin, pigment, and photosensitizer. This photosensitive resin is applied onto the transparent resin layer ll and patterned by exposure.

このパターニングは、R(赤)、G(緑)及びB(青)
の3色について繰り返される。カラーフィルタ10の各
色の間隙には、必要に応じてブラックマスク(図示せず
)が形成される。
This patterning consists of R (red), G (green) and B (blue).
is repeated for the three colors. A black mask (not shown) is formed in the gap between each color of the color filter 10 as necessary.

カラーフィルタ10とプラスチックフィルム3とを接着
する接着層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。接着層4
に熱硬化樹脂を用いることは、マイクロレンズアレイ2
とプラスチックフィルム3との熱膨張率の差が大きいの
で好ましくない。
For the adhesive layer 4 that adheres the color filter 10 and the plastic film 3, an adhesive made of transparent resin can be used. Although the adhesive layer 4 is provided in this embodiment, the microlens array 2 and the plastic film 3 may be bonded together by other methods without providing the adhesive layer 4. In this example, an ultraviolet curing resin was used for the adhesive layer 4. Adhesive layer 4
Using thermosetting resin for microlens array 2
This is not preferable because there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the plastic film 3 and the plastic film 3.

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の基板との熱膨張率の差が大き
いと、得られるカラー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。
The transparent substrate 1 is preferably made of a material having the same coefficient of thermal expansion as the substrate forming the microlens array 2. This is because if the difference in coefficient of thermal expansion between the substrate 1 and the substrate of the microlens array 2 is large, there is a possibility that the resulting color liquid crystal display element will have poor reliability with respect to temperature.

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、フェノ牛ジ
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。
The plastic film 3 is required to have properties such as high optical transparency, isotropy or uniaxial orientation, excellent chemical resistance, low water absorption, and low air permeability. As a suitable material for plastic film 3,
Examples include polycarbonate resin, polysulfone resin, phenolic diether resin, and -axial polyester resin.

プラスチックフィルムに代えて、薄板ガラスを用いるこ
ともできる。本実施例では厚さ013mのポリエーテル
スルホン酸樹脂のフィルムを用いた。
Instead of plastic film, thin glass can also be used. In this example, a polyether sulfonic acid resin film having a thickness of 013 m was used.

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の液晶層6り11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。
The thickness of the plastic film 3 is determined so that the rear focal point of the microlens 9 is located near the surface of the liquid crystal layer 6 of the plastic film 3, and preferably, the focal point is located at the center of the liquid crystal layer 6. It is decided to do so. When the adhesive layer 4 is not provided, the thickness of the plastic film 3 is set to the rear focal length fb of the microlens 9.
and the refractive index n of the plastic film 3, fb-
It is determined by n. Since the adhesive layer 4 is provided in this example, the thickness of the plastic film 3 was determined by taking its refractive index into consideration.

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1.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。
A transparent electrode (not shown) is formed on the surface of the plastic film 3 on the liquid crystal layer 6 side. This transparent electrode may be formed either before or after bonding the microlens array 2 and plastic film 3 together. Plasti 1. Since the film 3 has a low heat resistance, the transparent electrode was formed by low-temperature vapor deposition. Furthermore, the alignment film and sealing material 5 formed on the counter electrode were of a low temperature curing type and had excellent adhesion to the plastic film 3.

本実施例では凸レンズ状のマイクロレンズ9を有するマ
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。平板マイクロレンズアレイを用いる
と透明樹脂層9を設ける必要がなくなり、カラーフィル
タ10を形成し易いという利点がある。しかし、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との間に熱膨張率の差
が生しる。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伸縮性の高いものを用いること
が好ましい。
In this embodiment, a microlens array 2 having convex lens-shaped microlenses 9 is used, but a flat plate microlens array manufactured by an ion exchange method, a vapor deposition method, or the like may also be used. The use of a flat plate microlens array eliminates the need to provide the transparent resin layer 9, and has the advantage that the color filter 10 can be easily formed. However, when using a flat plate microlens array produced by an ion exchange method, the substrate for forming the flat plate microlens contains many ionic components, so the transparent substrate for forming picture element electrodes, switching elements, etc. There is a difference in thermal expansion coefficient between Therefore, the temperature reliability of the resulting liquid crystal display element may be poor. In order to prevent such a decrease in reliability, it is preferable to use a highly elastic spacer for keeping the thickness between the sealing material 5 and the substrates 1 and 8 constant.

本実施例のカラー液晶表示素子は、基板8内に各絵素に
対応するカラーフィルタ10を有し、カラーフィルタ1
0上にはプラスチックフィルム3が設けられているので
、液晶層6にカラーフィルタ10から不純物が溶出する
ことはない。従って、カラーフィルタ10に安価で耐光
性に優れた分散型のものを用いることが可能となる。
The color liquid crystal display element of this embodiment has a color filter 10 corresponding to each picture element in a substrate 8.
Since the plastic film 3 is provided on the liquid crystal layer 6, impurities will not be eluted from the color filter 10 into the liquid crystal layer 6. Therefore, it is possible to use a dispersion type color filter 10 that is inexpensive and has excellent light resistance.

また、基板8がその内部にマイクロレンズアレイ2を有
しているので、マイクロレンズ9の焦点距離を小さくす
ることができ、カラー液晶表示素子の実効開口率を向上
させるこ七ができる。
Further, since the substrate 8 has the microlens array 2 therein, the focal length of the microlens 9 can be reduced, and the effective aperture ratio of the color liquid crystal display element can be improved.

尚、本実施例では頷料分散型カラーフィルタを用いたが
、他の例えば干渉型カラーフィルタを用いることもでき
る。
Although the present embodiment uses a nodule dispersion type color filter, other types of color filters, such as interference type color filters, may also be used.

(発明の効果) 本発明のカラー液晶表示素子は、一対の透明基板の一方
がその内部にカラーフィルタを備えており、カラーフィ
ルタの不純物の溶出がないので、安価で耐光性に優れた
顔料分散型カラーフィルタを用いることができる。従っ
て、本発明によれば耐光性に優れた液晶表示素子を低コ
ストで提供することができる。また、本発明のカラー液
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、明るい表示画面を有するカラー液晶表示素
子を得ることができる。
(Effects of the Invention) The color liquid crystal display element of the present invention has a color filter inside one of the pair of transparent substrates, and since there is no elution of impurities from the color filter, the color liquid crystal display element is inexpensive and has excellent light resistance. type color filters can be used. Therefore, according to the present invention, a liquid crystal display element with excellent light resistance can be provided at low cost. Further, since the color liquid crystal display element of the present invention has a microlens with a small focal length, it is possible to obtain a color liquid crystal display element having a bright display screen.

4、   の、 な!日 第1図は本発明のカラー液晶表示素子の一実施例の断面
図、第2図は液晶表示素子の改良例の断面図である。
4. No, no! 1 is a sectional view of one embodiment of the color liquid crystal display element of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an improved example of the liquid crystal display element.

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、該
絵素のそれぞれに対応したカラーフィルタと、を備えた
カラー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と該カラーフィルタとを有し、該
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カラー液晶表示素子。
[Scope of Claims] 1. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates and forming a large number of picture elements, and a microlens array having microlenses that focus light on each of the picture elements; A color liquid crystal display element comprising a color filter corresponding to each of the picture elements, wherein one of the pair of transparent substrates has the microlens array and the color filter therein. and a color liquid crystal display element in which the focal point of the microlens is located near the surface of the one substrate on the liquid crystal layer side.
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