JPH0743700A

JPH0743700A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0743700A
Application number: JP5204549A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ishizaka; 安雄石坂; Tadayoshi Miyoshi; 忠義三好; Masahiko Fukuhara; 政彦福原
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】高輝度の表示画像が容易に得られる液晶表示
素子を提供する。【構成】透過型液晶ディスプレイ・パネルの入射光側
における非開口部と対応する部分に反射層１１を設け
る。等価開口率を向上させるためのマイクロ・レンズ・
アレイを設けた透過型液晶ディスプレイ・パネルにおけ
る各マイクロ・レンズの周辺部と対応する部分に反射層
１１を設ける。前記した反射層１１によって画像の表示
に使用されない入射光が反射され、液晶表示素子におけ
る液晶の温度の上昇が防止できるので、大光量の光源か
らの光を入射させても液晶表示素子における液晶の温度
の上昇が防止でき、高輝度の表示画像を容易に得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透過型液晶ディスプレイ
・パネルや、等価開口率を向上させるためのマイクロ・
レンズ・アレイを設けた透過型液晶ディスプレイ・パネ
ル等の液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶を光変調材に用いて構成したライト
バルブの一種として知られている透過型液晶ディスプレ
イ・パネルや、等価開口率を向上させるためのマイクロ・
レンズ・アレイを設けた透過型液晶ディスプレイ・パネル
等の液晶表示素子としては、従来から多くの構成形態の
ものが提案されて来ていることは周知のとおりである。
ところで、多数の画素が２次元的に配列されている透過
型の液晶表示素子においては、各画素毎の透過光量を個
別に制御するための構成部分（例えば薄膜トランジス
タ）が、光を透過させ得ない状態の部分として各画素に
付随して設けられているとともに、高画質化のために各
画素間に構成させる遮光領域（ブラックマトリックス、
ブラックストライプ等）が設けられている他、信号電極
母線や走査電極母線等も光の不透過部分となっている。

【０００３】それで、多数の画素が２次元的に配列され
ている透過型の液晶表示素子に入射される光の内で、画
像の表示に使用される光は入射光の一部となるが、１個
の画素領域への入射光量と、白１００％の状態における
１個の画素からの出力光量との比を示す画素開口率は、
液晶表示素子の全体の面積が一定の状態で、画素数を多
くする程、当然のことながら低下することになるから、
画素数を増加させて高精細度とした表示画像を高輝度で
表示しようとした場合には、液晶表示素子に対して大光
量の入射光を与えることが必要とされる。しかし、液晶
表示素子で用いられる液晶は、液晶相が溶媒の効果で現
われるリオトロピック液晶ではなく、液晶相が特定の温
度領域で現われるサーモトロピック液晶であるために、
液晶表示素子の温度の変化によって結晶，液晶，液体の
間で相転移することになるから、液晶表示素子の動作温
度は入射光の照射によっても所定の温度範囲から外れな
いようにしなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示素
子は画素開口率が１００％ではないから、入射光の内で
画像の表示に使用されなかった光は、液晶表示素子の温
度を上昇させることになる。したがって、高輝度の表示
画像を得ようとして、単に高出力の光源を用いることは
できない。そのため、従来は高輝度の表示画像を得るた
めの手段として、液晶表示素子の等価開口率を向上させ
るためにマイクロ・レンズ・アレイを設けた透過型液晶デ
ィスプレイ・パネルも提案されている。前記したマイク
ロ・レンズ・アレイを用いた場合には、理論上では１００
％の画素開口率も得られるのであるが、実際には数十％
の光損失が生じるので、従来のマイクロ・レンズ・アレイ
を設けた透過型液晶ディスプレイ・パネルによっても高
輝度の表示画像を容易に得ることができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は透過型液晶ディ
スプレイ・パネルの入射光側における非開口部と対応す
る部分に入射光に対する反射面を構成させてなる液晶表
示素子、及び等価開口率を向上させるためのマイクロ・
レンズ・アレイを設けた透過型液晶ディスプレイ・パネ
ルにおける各マイクロ・レンズの周辺部と対応する部分
に入射光に対する反射面を構成させてなる液晶表示素子
を提供する。

【０００６】

【作用】透過型液晶ディスプレイ・パネルの入射光側に
おける非開口部と対応する部分に設けた反射面によって
画像の表示に使用されない入射光を反射させたり、等価
開口率を向上させるためのマイクロ・レンズ・アレイを
設けた透過型液晶ディスプレイ・パネルにおける各マイ
クロ・レンズの周辺部と対応する部分に設けてある入射
光に対する反射面によって、画像の表示に使用されない
入射光を反射させることにより、大光量の光源から光を
入射させても液晶表示素子における液晶の温度の上昇を
防止できるために高輝度の表示画像を容易に得ることが
できる。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の液晶表示
素子の具体的な内容を詳細に説明する。図１乃至図５は
本発明の液晶表示素子のそれぞれ異なる実施態様の一部
の拡大縦断面図であり、また図６は反射層の構成例を説
明するための縦断面図である。図１乃至図３は、薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）・スイッチマトリクス積層・透過
型液晶ディスプレイ・パネルとして本発明を実施した場
合の液晶表示素子の構成例を示しており、また、図４及
び図５は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）・スイッチマトリ
クス積層・透過型液晶ディスプレイ・パネルの等価開口
率を向上させるために透過型液晶ディスプレイ・パネル
に、マイクロ・レンズ・アレイを付加した構成態様のも
のに本発明を実施した場合の液晶表示素子の構成例を示
している。

【０００８】図１乃至図５において１，１３は透明な物
質によって構成されている基板（例えばガラス基板）で
あり、２は例えばＩＴＯ膜のような透明導電膜による画
素電極(ピクセル電極)、３は二酸化シリコン膜(ＳiＯ2
膜)、４は例えばクロム等の導電性物質によるゲート電
極、５，７は窒化シリコン膜(ＳiＮｘ膜）、６はアモル
ファスシリコン膜（ａーＳi膜）、８はソース電極、９
はドレイン電極、１０は液晶層、１１は反射層、１２は
ＩＴＯ膜のような透明導電膜による対抗電極、ＴＦＴは
薄膜トランジスタ、Ｐは入射光であり、また、図２にお
いて１４はブラックストライプ、図３において１５は透
明導電膜、１６，１７は配向膜、１８はブラックマトリ
クス、１９は色分解フィルタであり、さらに図４及び図
５において１８はブラックマトリクス、２０は光学的接
着層、２１は平面マイクロ・レンズアレイである。

【０００９】ところで、図１乃至図３に例示してある本
発明の液晶表示素子において反射層１１の部分を除く構
成部分は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）・スイッチマト
リクス積層・透過型液晶ディスプレイ・パネルとして知
られている従来の液晶表示素子と同様な構成であり、ま
た図４及び図５に例示してある本発明の液晶表示素子に
おいて反射層１１の部分を除く構成部分は、薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）・スイッチマトリクス積層・透過型液
晶ディスプレイ・パネルの等価開口率を向上させるため
に透過型液晶ディスプレイ・パネルに、マイクロ・レン
ズ・アレイを付加した構成態様のものとして知られてい
る従来の液晶表示素子と同様な構成であるから、前記し
た従来構成の部分に関する詳細な説明は省略する。

【００１０】図１乃至図３に示してある透過型液晶ディ
スプレイ・パネルによる本発明の液晶表示素子におい
て、それの入射光側における非開口部と対応する部分に
設けた入射光Ｐに対する反射面１１と、図４及び図５に
示してある本発明の液晶表示素子、すなわち、等価開口
率を向上させるためのマイクロ・レンズ・アレイを設け
た透過型液晶ディスプレイ・パネルにおける各マイクロ
・レンズの周辺部と対応する部分に、入射光Ｐに対する
反射面として機能させる反射層１１を構成させた液晶表
示素子における反射層１１としては、入射光Ｐを効率良
く反射できるような構成態様のものであれば、単一の金
属（例えば金，銀，アルミニゥム、その他）膜による反
射層、または単一の金属膜自体の反射率よりも高い反射
率が得られるような多層膜構成とした反射層、あるいは
高屈折率誘電体（例えば、ＴiＯ2，ＣｅＯ2)の薄膜と、
低屈折率誘電体（例えば、ＳiＯ2，ＭｇＦ2)の薄膜とを
交互に積層して構成した誘電体多層膜によって構成させ
た誘電体ミラー、もしくはチタンホワイト、弗化マグネ
シゥム、等の白色微細粉末を用いて印刷法によって構成
させた反射層、等のようなどのような構成態様の反射層
でも使用できる。

【００１１】図６は前記した反射層１１の構成例とし
て、単一の金属膜自体の反射率よりも高い反射率が得ら
れるような多層膜構成とした反射層１１を例にとって説
明するための図であり、図６の(ａ)において２２は屈折
率が１.５のガラス基板、２３は膜厚が４８ｎｍ（光学
的厚みが２７.２ｎｍ）のアルミニゥム膜（屈折率が略
々０.５７）、２４は膜厚が８６.９ｎｍ（光学的厚みが
１２０ｎｍ）の弗化マグネシゥム膜（屈折率が略々１.
３８）、２５は膜厚が４８.８ｎｍ（光学的厚みが１２
０ｎｍ）の酸化セリゥム膜（屈折率が略々２.４６）で
あり、また、図６の(ｂ)において２２は屈折率が１.５
のガラス基板、２６は膜厚が９０ｎｍ（光学的厚みが
７.３４ｎｍ）の銀膜（屈折率が略々０.０８）、２７は
膜厚が７０.４ｎｍ（光学的厚みが９７.５ｎｍ）の弗化
マグネシゥム膜（屈折率が略々１.３８）、２８は膜厚
が３７.７ｎｍ（光学的厚みが９７.５ｎｍ）の酸化セリ
ゥム膜（屈折率が略々２.５９）である。

【００１２】図１乃至図３に例示してある透過型液晶デ
ィスプレイ・パネルによる本発明の液晶表示素子におけ
る入射光側の非開口部と対応する部分に設けた入射光に
対する反射面１１と、図４及び図５に示してある本発明
の液晶表示素子、すなわち、等価開口率を向上させるた
めのマイクロ・レンズ・アレイを設けた透過型液晶ディ
スプレイ・パネルにおける各マイクロ・レンズの周辺部
と対応する部分に入射光に対する反射面として機能させ
る反射層１１は、光源から液晶表示素子に供給された光
Ｐの内で、画像の表示に使用されない入射光を有効に反
射させて、それが液晶層１０に与えられないようにして
いるので、大光量の光源からの光を液晶表示素子に入射
させたとしても、液晶表示素子における液晶の温度の上
昇が防止でき、したがって本発明によれば輝度の表示画
像が表示できる透過型液晶ディスプレイ・パネルによる
液晶表示素子を容易に提供することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の液晶表示素子は、透過型液晶ディスプ
レイ・パネルの入射光側における非開口部と対応する部
分に入射光に対する反射面により、画像の表示に使用さ
れない入射光を反射させて液晶表示素子における液晶の
温度の上昇が防止でき、また、等価開口率を向上させる
ためのマイクロ・レンズ・アレイを設けた透過型液晶デ
ィスプレイ・パネルにおける各マイクロ・レンズの周辺
部と対応する部分に設けてある入射光に対する反射面に
よって、画像の表示に使用されない入射光を反射させて
液晶表示素子における液晶の温度の上昇が防止できるの
で、大光量の光源からの光を入射させても液晶表示素子
における液晶の温度の上昇が防止できるために、高輝度
の表示画像を容易に得ることができるのであり、本発明
によれば既述した従来の問題点は良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一部の拡大縦断面図で
ある。

【図２】本発明の液晶表示素子の一部の拡大縦断面図で
ある。

【図３】本発明の液晶表示素子の一部の拡大縦断面図で
ある。

【図４】本発明の液晶表示素子の一部の拡大縦断面図で
ある。

【図５】本発明の液晶表示素子の一部の拡大縦断面図で
ある。

【図６】反射層の構成例を説明するための縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１３…透明な物質によって構成されている基板（例
えばガラス基板）、２…透明導電膜による画素電極(ピ
クセル電極)、３…二酸化シリコン膜(ＳiＯ2膜)、４…
導電性物質によるゲート電極、５，７…窒化シリコン膜
(ＳiＮｘ膜）、６…アモルファスシリコン膜（ａーＳi
膜）、８…ソース電極、９…ドレイン電極、１０…液晶
層、１１…反射層、１２…ＩＴＯ膜のような透明導電膜
による対抗電極、１４…ブラックストライプ、１５…透
明導電膜、１６，１７…配向膜、１８…ブラックマトリ
クス、１９…色分解フィルタ、２０…光学的接着層、２
１…平面マイクロ・レンズアレイ、２２…ガラス基板、
２３…弗化マグネシゥム膜、２５…酸化セリゥム膜、２
６…銀膜、２７…弗化マグネシゥム膜、２８…酸化セリ
ゥム膜、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、Ｐ…入射光、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型液晶ディスプレイ・パネルの入射
光側における非開口部と対応する部分に入射光に対する
反射面を構成させてなる液晶表示素子。
【請求項２】等価開口率を向上させるためのマイクロ
・レンズ・アレイを設けた透過型液晶ディスプレイ・パ
ネルにおける各マイクロ・レンズの周辺部と対応する部
分に入射光に対する反射面を構成させてなる液晶表示素
子。