CN1116711A - 微型透镜基片及用该基片的液晶显示元件和液晶投影装置 - Google Patents

Abstract

在液晶显示元件的对置基片和透明基片之间封入液晶层。对置基片由透明基片、在该基片上形成的微型透镜、粘接层及盖玻璃片构成，在盖玻璃片上形成定向膜或透明电极等。形成微型透镜及粘接层的树脂是形成定向膜等的热处理工序中能耐150℃以上温度的树脂，而且是选用能使微型透镜数值孔径在0.1以上，且满足两种树脂的折射率之差△n≥0.1的树脂。

Description

微型透镜基片及用该基片 的液晶显示元件和液晶投影装置

本发明涉及形成微型透镜的微型透镜基片、使用该基片的高清晰度液晶显示元件、以及使用该液晶显示元件的液晶投影装置。

本说明书所说的微型透镜是指数毫米以下大小的微小透镜而言，其中包括将多个这种微小透镜排成一维或二维的微型透镜阵列，以及多排双凸透镜。

不仅直视型的液晶显示元件，而且投影电视等使用的投影型的显示元件的需求都正在增长。将液晶显示元件作成投影型的元件使用时，如果用原来的像素数提高放大倍数，则图像显得粗糙。为了既能提高放大倍数，又能获得清晰的图像，就必须增加像素数。

然而，如果增加液晶显示元件的像素数，特别是在采用有源矩阵型的液晶显示元件时，像素以外的部分所占的面积相对地增大，则覆盖这些部分的黑底的面积也须增大。而黑底面积一旦增大，就减小了显示的像素所依赖的开孔部分的面积，使显示元件的开孔率下降。而开孔率如果下降，帧面就会变暗，使得图像品位下降。

为了防止因像素数的增大而造成开孔率下降，提出了在液晶显示元件的一侧表面上做成微型透镜的设计(参见特开昭60—165621号～165624号公报、特开昭60—262131号公报)。过去是通过设置与各像素相对应的多个微型透镜，可将被黑底遮住的光集中在像素内。

除了上述的用途以外，微型透镜还广泛用于激光唱片、小型唱片、光磁唱片等的光拾音器的聚光装置、作为连接光导纤维和发光元件或光接收元件用的聚光装置、为了提高CCD等固体摄像元件或用于复制的一维图像传感器的灵敏度而将入射光聚集在光电变换区内的聚光装置或成像装置(参见特开昭54—17620)号公报、特开昭57—9180号公报)、在液晶打印机或LED打印机中将应打印的字在感光体上成像的成像装置(参见特开昭63—44624号公报)、以及光信息处理用的滤波器等。因此，微型透镜在光学装置中都是与各种光学元件或与光学零件等配合使用。

微型透镜的制造方法有离子交换法(Appl.Optics.21(6)p.1052(1982)；Electron Lett.，17p.452(1981))、膨润法(铃木等、“プラスチツクマイクロレンズの新しい作制法”，第24届微小光学研讨会)、热ダレ法(Zoran D.Popovic等人，Appl.Optics.27P.1281(1988))、以及机械加工法等。

用离子交换法能获得折射率分布型的微型透镜，用其它方法能获得具有半球状或旋转抛物面状(非球面状)的折射面的微型透镜。若为半球状的微型透镜，将它作为母模(原模)，利用母模使复制产品，可进行微型透镜的批量生产(2P法，参见特开平5—134103号公报)。

将这些微型透镜贴在液晶显示元件上，可提高液晶显示元件的孔径有效透达率，从而能获得明亮的显示图像。上述的所谓孔径有效透达率，是指将滤色片或偏振片除去后的液晶显示元件的透射率。

但是，在涉及到像素间距为数10μm大小的高清晰度显示的投影电视中使用的液晶显示元件时，由于显示元件的开孔部分的面积更小，从而使提高孔径有效透达率的工作受到限制。原因是孔径有效透达率要取决于微型透镜的聚光点的大小与像素开孔部分的面积大小之间的关系。

设入射光的分散度(半顶角)为θ，微型透镜的焦距为f，则聚光点的直径D为：

D＝2×f×tanθ……………………………………………(1)如果聚光点的面积比像素开孔部分的面积还大时，未射入像素开孔部分的光就不能被显示，于是降低了提高孔径有效透达率的效果。

为了提高聚光效果，可以考虑减小入射光的分散度θ，以及缩短微型透镜的焦距f。其中，入射光的分散度θ随着所用光源的发光区域的缩小以及从光源到液晶显示元件的距离的增大而减小，但是在目前的光源技术水平的条件下，为了确保使用寿命长和显示时的必要亮度，要将分散度减小到几度以下是困难的。因此，有必要缩短微型透镜的焦距f，同时使微型透镜的焦点设在靠近液晶显示元件的像素开孔部分的位置。

利用现在的液晶显示元件的制作技术，能够制出像素间距为50μm、像素开孔部分的一边为30μm大小的元件。在这种尺寸的液晶显示元件中，照明光的发散度θ为5°时，聚光点的直径D为φ30μm，因此根据(1)式，焦距f必须在170μm以下。另一方面，由于微型透镜的聚光量与其面积成正比，因此，在将微型透镜以与像素间距相同的间距无间隙地铺满的状态下，也就是当微型透镜的直径与像素间距P相等时，聚光量会达到最大，这时微型透镜数值孔径N.A为N.A＝P/(2×f)＝0.147。如此例所述，在像素间距P为数10μm的高清晰度的液晶显示元件的情况下，最好使微型透镜的数值孔径的数值至少在0.1以上，以便缩小微型透镜的聚光点。

可是，在上述微型透镜的情况下，由于中间夹着的玻璃的厚度在相当于空气中的焦距170μm的条件下的相应的厚度为250μm左右(乘以玻璃的折射率求得的值)，因此焦点必须设在液晶显示元件的像素开孔部位。为了实现这样的结构，虽然可以考虑采取将厚为250μm的玻璃基片作为液晶显示元件的基片制成液晶显示元件，然后将微型透镜贴合上去的方法，但采用这种方法，处理250μm厚的极薄的玻璃基片很困难，不适合于批量生产。

因此，在特开平3—248125号公报中发表了代替上述方法的微型透镜的短焦距技术。这种方法是将其厚度与焦距相对应的盖玻璃片或胶片粘接在微型透镜表面上，并将微型透镜装在液晶显示元件一侧的基片上。另外，如果按照特开平3—233417号公报的方法，则是用2P法，即在用感光性树脂制成的基片上制成透镜状的部分，再用与其折射率不同的粘接剂将微型透镱和热膨胀系数与其相同的盖玻璃片粘接在一起，这是一种能批量生产、并能提高粘合性的方法。

但是，这样预先把微型透镜置入构成液晶显示元件的基片中的技术，虽然不必处理极薄的玻璃基片，但在贴合盖玻璃片、将微型透镜置入后，还必须在基片上(即在盖玻璃片上)制成透明电极、定向膜、黑底(根据需要)等，因此有可能产生微型透镜材料或粘合剂变质、透明度降低、透镜本身与盖玻璃等剥离、以及其它一些问题，因此很难说一定适合于批量生产。

这就是说，过去在玻璃基片上制成透明电极、定向膜、黑底等，不论哪一道工序都要在150℃以上进行、一般是在200℃左右的高温下进行处理。而且，这样的热处理工序虽然将一对基片贴合后(即经过热处理后)，将微型透镜贴合在基片一侧上时不会有问题，但在将上述这样的微型透镜置入基片之中以后，经过热处理工序时，由于没有考虑微型透镜材料或粘接剂的耐热性能，所以会导致上述的变质或剥离等不良现象的产生。

另外，为了避免这些问题，虽然可以考虑在制成透明电极、定向膜、黑底等时降低加热温度，但这样一来，又会导致膜的附着力下降，液晶的定向力下降等，进而产生液晶显示元件及使用它的液晶投影响装置等各种装置的可靠性下降或显示质量下降等弊病，因此不能采用这种方法。

本发明就是鉴于上述课题而进行研制的，其目的是形成具有耐热性好，焦距短的微型透镜的微型透镜基片，进而提供一种高品位、高可靠性、图像明亮的液晶显示元件，以及高性能的液晶投影装置。

为了解决上述课题，本发明的第一个微型透镜基片的特征为：在第1透明基片上形成的微型透镜阵列或双凸透镜和第2透明基片用粘接剂贴合，而且上述微型透镜阵列或双凸透镜和粘接剂都是采用耐热性在150℃以上的材料制成的。

为了解决上述课题，本发明的第二个微型透镜基片的特征为：在第一个微型透镜基片上，上述微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径在0.1以上。

为了解决上述课题，本发明的第三个微型透镜基片的特征为：在第一个微型透镜基片中，上述微型透镜阵列或双凸透镜和粘接剂的折射率之差Δn在0.1以上。

为了解决上述课题，本发明的第一个液晶显示元件的特征为；将第一、第二或第三个微型透镜基片作为对置基片，同时在该对置基片上形成透明电极、定向膜及黑底(根据需要)后，再与有源矩阵基片贴合。

为了解决上述课题，本发明的第一个液晶投影装置的特征为：使用第一个液晶显示元件。

为了解决上述课题，本发明的第二个液晶投影装置的特征为：使用第一个液晶投影装置，设有投影透镜，其数值孔径大于微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径。

如果采用第一个微型透镜基片的结构，由于微型透镜阵列或双凸透镜(以下在说明本发明的作用的段落中统称为微型透镜)和粘接剂都是采用耐热性在150℃以上的材料制成的，因此制成耐热性好的微型透镜基片，可以在高温下进行各种加工。而且由于该微型透镜基片是用粘接剂将第2透明基片(例如盖玻璃片)贴合在第1透明基片上制成的微型透镜(例如耐热性树脂)上制成的，因此成为微型透镜被置入基片内部的状态，若将单独构成的微型透镜通过后继工序贴合在规定的基片上的结构与其对比，前者能缩短微型透镜的焦距。

结果可以获得耐热性能好、可在高温下进行各种加工、焦距短的微型透镜底片。

因此，第一液晶显示元件的结构，将上述微型透镜基片作为对置基片，在它上面制成透明电极、定向膜以及根据要求而决定的黑底等，再与有源矩阵基片贴合而制成的液晶显示元件，尽管在形成透明电极或定向膜、黑底等工序中经过了150℃以上的热处理，但不会造成粘接剂或微型透镜材料变质、透明度下降、微型透镜从第2基片上剥离等现象，虽然采用与以往相同的制作工序，却能获得高品位。高可靠性、图像明亮的液晶显示元件。

如果采用第二个微型透镜基片的结构，由于微型透镜基片的微型透镜的数值孔径在0.1以上，因此该微型透镜片能够满足在说明现有技术时所述的“为了缩小微型透镜的聚光点，通常最好取较大的透镜数值孔径值，最好使该值至少在0.1以上”的条件，因此，第四个微型透镜基片的结构，使用该微型透镜基片制作的液晶显示元件是像素间距为数10μm的高清晰的液晶显示元件。

如果采用第三个微型透镜基片的结构，由于上述微型透镜基片上的微型透镜和粘接剂的折射率之差Δn在0.1以上，因此这样也能满足上述的“为了缩小微型透镜的聚光点，通常最好取较大的透镜数值孔径最好使该值至少在0.1以上”的条件。即，设微型透镜的半径为R，焦距为f，微型透镜与粘接剂的折射率之差为Δn，则透镜的数值孔径可用R/f近似表示，因此变为R/f≥0.1的条件。另一方面，根据几何光学，这3个变量之间R＝Δn×f的关系成立。因此，上述的“……”中的条件可改写为Δn≥0.1。因此，第三个微型透镜基片的结构，使用该微型透镜基片制作的液晶显示元件是像素间距为数10μm的高清晰度液晶显示元件。

如果采用第一液晶投影装置的结构，由于制造液晶投影装置用的液晶显示元件是使用第一个微型透镜底基构成的，因此能获得高品位、高可靠性、且投影图像明亮的液晶投影装置。另外，由于制造液晶投影装置用的液晶显示元件是使第二或第三个微型透镜基片构成的，因此能获得高品位、高可靠性、且投影图像明亮的高清晰度的液晶投影装置。

如果采用第二个液晶投影装置结构，由于投影透镜的数值孔径比上述的微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径值大，所以能确实降低投影透镜中的光损耗，从而在投影屏上能显示出非常明亮投影图像。

图1是表示本发明的一个实施列，是说明液晶显示元件的结构用的断面图。

图2是说明采用2P法的压模的制作工序用的说明图。

图3是说明利用压模制作微型透镜阵列的工序用的说明图。

图4是说明液晶显示元件中备有的微型透镜底基上的半球状(球面状)微型透镜用的主要部分的断面图。

图5是表示使用上述液晶显示元件的液晶投影装置的主要部分的结构用的说明图。

图6是表示使用上述液晶显示元件的液晶投影装置的总体结构用的说明图。

图中1：透明基片(第1透明基片)

2：微型透镜

2’：透镜部分

3：粘接层(粘接剂)

4：盖玻璃片(第2透明基片)

5：密封材料

6：液晶层

7：透明底片

9：液晶显示元件的对置基片

10：液晶显示元件

11：基片

12：电子射束抗蚀剂

13：微型透镜阵列母模

14：压模

15：透明基片

16：紫外线感光树脂

17：白光光源

18：UV—IR滤光片

19a：分色镜

19b：分色镜

20a：反射镜

20b：反射镜

21a：液晶显示元件

21b：液晶显示元件

21c：液晶显示元件

23a：分色镜

23b：分色镜

24：投影透镜

25：光学系统

26：液晶显示元件驱动电路

28：投影屏

现根据图1及图2说明本发明的一个实施例如下。在本实施例中，将本发明的微型透镜基片作为液晶显示元件的对置基片使用，虽然是以此为例进行的说明，但本发明的微型透镜基片并不局限于本实施例，不用说，也能应用于前面所述的原有示例等各种情况。

与本实施例有关的液晶显示元件是有源矩阵型液晶显示元件，如图1所示，有用石英玻璃制成的透明基片7。在该透明基片7上制成图中未示出的像素电极、开关元件、总配线等。在透明底片7和面对该基片的对置基片(即本发明的微型透镜基片)9之间，用密封材料5封入液晶层6。

对置基片9包括用石英玻璃制成的透明基片(第1透明基片)1、微型透镜2、由粘接剂制成的粘接层3、以及用石英玻璃制成的盖玻璃片(第2透明基片)4。

上述微型透镜2是在透明基片7上与各像素电极对应设置的多个透镜部分2’，也就是说是微型透镜阵列。而且在本实施例中，微型透镜2的透镜部分2’是呈半球状(球面状)的凸透镜形状、用上述的2P法制作而成的。

采用2P法时，首先制作称之为压模的微型透镜阵列的金属模，用这种压模大量制作微型透镜阵列。现利用图2及图3简单说明这种工序如下。

首先根据图2说明压模的制作工序。

(a)准备好基片11，在它上面涂敷一层抗电子射束腐蚀剂12。

(b)经过电子曝光，使成图案化的抗电子射束腐蚀剂12按照图形的模式软化，形成凸透镜形状，制成微型透镜阵列的母模13。

(c)然后用电铸法将镍等制模材料堆积在母模13上，制成压模14。

(d)将压模14和母模13拆开。压模14具有与凸形的微型透镜阵列相对应的凹形的形状。这样就制成了微型透镜阵列的金属模。

其次根据图3说明利用压模14制造微型透镜阵列的工序。

(a)准备好透明基片15，将紫外线感光树脂(所谓UV硬化树脂)16注入压模14中。

(b)然后将注入的紫外线感光树脂16夹在压模14和透明基片15之间加压，使树脂16扩摊到全部透镜面上。

(c)利用透过透明基片15的紫外线使紫外线感光树脂16硬化。

(d)硬化后，将透明基片15连同紫外线感光树脂16一并与压模14分开。拆开后的制成品就成为微型透镜阵列。

在盖玻璃片4上的液晶层6一侧的表面上形成图中未绘出的透明电极、定向膜、黑底等。这些部分都是在微型透镜2和盖玻璃片4贴合后作为微型透镜基片形成之后，在150℃以上的高温条件下形成的。因此，微型透镜2和粘接层3具有必要的耐热性，即使在150℃以上也不会产生热解或变形，同时透明度也不会降低。

另一方面，图4中示出了在透明基片1上形成的微型透镜2上的透镜部分2’的主要部分放大图。图中n1、n2、n3(＝1)分别表示微型透镜2、粘接层3及空气的折射率，树脂的折射率之差Δn由下式定义：

Δn＝n1－n2    ……(2)另外，R是半球状的透镜部分2’的曲率半径(即透镜口径长度的一半)、f是透镜部分2’在空气中的焦距。如前面所述。为了使聚光点的直径小，必须选择树脂的折射率，以使Δn≥0.1。

为了满足以上2个条件，在本实施例中，采用大建工业公司制的感光树脂UV—4000(折射率n＝1.567)作为制造微型透镜2用的树脂，采用该公司制的感光树脂UV—1000(折射率n＝1.453)作为形成粘接层3的粘接剂用的树脂。

这些材料的热解温度都在150℃以上，即使在150℃以上的高温下进行透明电极或黑底的蒸镀，也不会产生热解或变色。另外，由(2)式得到Δn＝0.114的值，再根据该值进行本实施例的结构设计，即进行与像素间距为29μm×24μm的液晶显示元件相对应的微型透镜2的设计。结果曲率半径为18.8μm的球面透镜部分2’在空气中的焦距f为165μm。由于石英玻璃的折射率为1.46，盖玻璃片4的厚度为240μm。所以用这种微型透镜2，能够提高液晶显示元件孔径有效透达率。

这样，在本实施例的液晶显示元件中，由于微型透镜基片中含有以耐热性树脂为材料的微型透镜2及粘接剂3，以此作为液晶显示元件的对置基片9使用，即使经过在该对置基片9上形成定向膜或透明电极及黑底等的热处理工序，材料也不会分解和变质。因此，采用与以往相同的制作工序(制作条件)，不仅能制作液晶显示元件，而且能提高微型透镜2的可靠性，从进而能提高液晶显示元件的可靠性。

另外，由于数值孔径大的微型透镜2通过具有与其不同折射率的粘接层3进行安装，所以在透镜部分2’与粘接层3结合的状态下也能发挥透镜效果，因此，能缩短微型透镜2的焦距，提高聚光能力。结果能获得高品位、高可靠性、且图像明亮的液晶显示元件。

另外，除了本实施例中使用的耐热性树脂以外，耐热性在150℃以上的材料还有：形成微型透镜2时可以使用大日本油墨公司制的感光树脂RC—8766(折射率n＝1.534)、ア—デル公司制的感光树脂MO1(折射率n＝1.52)、UT20(折射率n＝1.51)、HO2(折射率n＝1.63)、HV2(折射率n＝1.63)，制造粘接层3时，可以使用大日本油墨公司制的感光树脂HNA—101(折射率n＝1.73)、大金工业公司制的感光树脂UV—2000(折射率n＝1.477)、UV—3000(折射率n＝1.498)等。

在本实施例中，透明基片1、盖玻璃片4及透明基片7都使用相同的材料。这是为了防止因热膨胀系数不同而造成微型透镜2或各基片剥离。另外，从生产率的观点来看，作为形成微型透镜2和粘接层3的树脂，与热硬化性树脂比较，最好是使用紫外线感光树脂。

作为本发明的其它实施例，是采用上述实施例中的液晶显示元件制作液晶投影装置。这时，由于使用孔径有效通达率高的液晶显示元件，所以能获得清晰的图像，能实现高品位的装置。

下面参照图5，详细说明采用实施例1中的微型透镜基片制成的液晶显示元件的液晶投影机。

如图5所示该液晶投影机包括光学系统25。如果采用该光学系统25，则金属卤化物灯等的白色光源17的照射光，通过UV—1R滤光片18，照射在分色镜19a、19b上。在分色镜19a、19b上，入射光被分解成红、绿、蓝三原色光。

例如，分色镜19a只反射蓝光，分色镜19b只反射绿光。这时，由分色镜19a分离出来的蓝光通过反射镜20a到达液晶显示元件21a上。透过分光镜19a的绿光和红光入射到分光镜19b上。在分光镜19b上只反射绿光，并被反射到液晶显示元件21b上，另一方面，红光透过后到达液晶显示元件21c上。

在上述液晶显示元件21a～21c装有实施例1中说明过的微型透镜基片，并根据输入到液晶投影机中的图像信号，显示各原色图像。透过液晶显示元件21a的蓝光通过场透镜22a之后，入射到分色镜23a上。透过液晶显示元件21c的红光通过场透镜22c和反射镜20b，入射到分色镜23b上。分别透过液晶显示元件21a～21c的原色光在分色镜23a、23b上汇合后到达投影透镜24，上述的图像于是被放大投影到后面所述投影屏上。

在上述的液晶投影机中，由于液晶显示元件像素尺寸的缩小(高清晰化)，由于各像素安装了焦距短的微型透镜，因此在以往的高清晰度液晶显示元件中，被黑底遮住的光由上述微型透镜有效地聚集在像素开孔部位，从而能获得明亮的显示图像。

被微型透镜汇聚的光形成光点后，按照由该像素的数值孔径决定的角度(发射角)从像素开孔部分发散，到达投影透镜24上。为了使投影透镜24能以较低的损耗将该发射光进行汇聚，最好使投影透镜24的焦距短一些，口径大一些。具体地说，作为投影透镜24的开口数D/2f的值最好比微型透镜的数值孔径大。因此，根据与上述微型透镜的数值孔径的有关条件，如果使用数值孔径在0.1以上的的投影透镜24时，就能减少投影透镜24中的光损耗，能在投影屏上显示出非常明亮的投影图像。

在以上说明中，说明了用分色镜19a只反射蓝光，用分色镜19b只反射绿光的情况，但本发明不受此限，白光光源17的照射光也能被分离成红、绿、蓝三原色光。

图6是表示液晶投影机的总体结构的框图。该液晶投影机30包括光学系统25，液晶显示元件驱动电路26，图像信号输入端子27和投影屏28。

液晶显示元件驱动电路26从图像信号输入端子27接收输入的图像信号，将其变换成三原色的驱动信号，然后作为液晶显示元件21a～21c的驱动信号输出。

投影屏28由扩散透光材料构成，在背对投影屏28与光学系统相反的一侧，也就是从液晶投影机30的外部，能够看到由光学系统25中的投影透镜24投影的图像。

投影屏不限于像本实施例那样作为液晶投影机的一部分那样的结构方式，也可以设置在液晶投影机的外部。这时，由于投影屏是由能扩散反射光的材料构成，因此面对投影屏、在液晶投影机的同一侧也能看到图像。

如上所述，本发明的第一个微型透镜基片是用粘接剂将在第1透明基片上形成的微型透镜阵列或双凸透镜(以下在说明本发明的效果的段落中统称为微型透镜)和第2透明基片贴合而成，而且上述的微型透镜和粘接剂都由耐热性在150℃以上的材料构成。

因此，这是一种耐热性良好的微型透镜基片，能在高温下进行各种加工，例如将预先形成微型透镜的基片作为构成液晶显示元件的基片使用，在液晶显示元件的制作工序中，即使对微型透镜进行高温加热，微型透镜材料或粘接剂也不会分解或变质，在与以往相同的制作条件下，具备能够制作液晶显示元件的效果。

而且，由于该微型透镜基片是在第1透明基片上形成的微型透镜(例如耐热性树脂)上用粘接剂将第2透明基片(例如盖玻璃片)贴合上去之后构成的，所以微型透镜是处于置入基片内部的状态，它与将单独形成的微型透镜经过后继工序贴合在规定的基片上而形成的制品比较起来，具有能缩短焦距的效果。

本发明的第二个微型透镜基片的结构，如上所述，是在第一个微型透镜基片中，使微型透镜的数值孔径在0.1以上。

本发明的第三个微型透镜基片的结构，如上所述，是在第一个微型透镜基片中，使微型透镜和粘接剂的折射率之差Δn在0.1以上。

因此，这是一种能满足“为了缩小微型透镜的聚光点，通常最好取较大的透镜数值孔径，最好使此值至少在0.1以上”的条件的微型透镜基片，因此，使用这种微型透镜基片，具有能制作像素间距为数10μm的高清晰度液晶显示元件的效果。

本发明的第一个液晶显示元件的结构，如上所述，是将第一、第二或第三个微型透镜基片作为对置基片，同是在该对置基片上形成透明电极、定向膜、以及根据需要形成的黑底，再与有源矩阵贴合而成。另外，由于上述微型透镜底片具有耐热性能，所以在上述对置基片上形成透明电极、定向膜及根据需要形成黑底时，可进行充分加热。

因此具有能实现高品位、高可靠性、且图像明亮的液晶显示元件的效果。

本发明的第一个液晶投影装置的结构，如上所述，是使用第一个液晶显示元件构成的。

因此，具有能实现高品位、高可靠性、且投影图像明亮的液晶投影装置的效果。

本发明的第二个液晶投影装置是使用第一个液晶显示元件，并装有用来汇聚该液晶显示元件的透射光、将其投射到投影屏上的投影透镜，该投影透镜的数值孔径比上述的微型透镜或双凸透镜数值孔径大。

因此，使用孔径有效透达率高的液晶显示元件，能获得清晰的图像。此外，由于投影透镜的数值孔径比微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径大，所以能确实降低投影透镜中的光损耗，具有能在投影屏上显示出非常明亮的投影图像的效果。

Claims (16)

1.微型透镜基片，包括第1透明基片；呈阵列状设置在第1透明基片上、由耐热性在150℃以上的材料制成、用来汇聚入射光的聚光构件；设在上述聚光构件上的第2透明基片；以及由耐热性在150℃以上的材料制成、将上述聚光构件和第2透明基片贴合起来的粘接构件。

2.根据权利要求1所述的微型透镜基片，上述聚光构件是微型透镜阵列或双凸透镜。

3.根据权利要求2所述的微型透镜基片，上述微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径在0.1以上。

4.根据权利要求2所述的微型透镜基片，上述微型透镜阵列或双凸透镜与上述粘接构件的折射率之差在0.1以上。

5.根据权利要求1所述的微型透镜基片，上述聚光构件和粘接构件由紫外线感光树脂制成。

6.液晶显示元件包括：(a)第1透明基片；(b)呈阵列状分布、设在第1透明基片上的用耐热性在150℃以上的材料制成的、用来汇聚入射光的聚光构件；(c)在上述聚光构件上设置的第2透明基片；以及(d)由耐热性在150℃以上的材料构成、且有将上述聚光构件和第2透明基片贴合起来用的粘接构件的对置基片，在该对置基片上设有透明电极、定向膜、黑底，上述液晶显示元件还含有有源矩阵基片、以及设在对置基片和有源矩阵基片之间的液晶层。

7.根据权利要求6所述液晶显示元件，上述第1透明基片、第2透明基片及有源矩阵基片都由相同的材料制成。

8.根据权利要求6所述的液晶显示元件，上述聚光构件和粘接构件由紫外线感光树脂制成。

9.根据权利要求6所述的液晶显示元件，上述聚光构件是具有数值孔径在0.1以上的微型透镜阵列或双凸透镜。

10.根据权利要求6所述的液晶显示元件，上述聚光构件是与上述粘接构件的折射率之差在0.1以上的微型透镜阵列或双凸透镜。

11.液晶投影装置的特征是使用备有下述部分的液晶显示元件：(1)第1透明基片；呈阵列状设在第1透明基片上、且由耐热性在150℃以上的材料制成、用来聚集入射光的聚光构件；设在该聚光构件上的第2透明基片；由耐热性在150℃以上的材料制成的、且有将聚光构件和第2透明基片贴合起来的粘接构件的对置基片，在该对置基片上设有透明电极、定向膜、黑底；(2)有源矩阵基片；以及(3)设在上述对置基片和有源矩阵基片之间的液晶层。

12.根据权利要求11所述的液晶投影装置，上述聚光构件和粘接构件都由紫外线感光树脂脂制成。

13.根据权利要求11所这的液晶投影装置，上述聚光构件是具有数值孔径在0.1以上的微型透镜阵列或双凸透镜。

14.根据权利要求11所述的液晶投影装置，上述聚光部件是与上述粘接构件的折射率之差在0.1以上的微型透镜阵列或双凸透镜。

15.微型透镜基片的制作方法包括：准备第1透明基片的工序；将由具有耐热性在150℃以上的材料制成的、用来汇聚入射光的聚光构件呈阵列状地设置在第1透明基片上的工序；准备第2透明基片的工序；利用由耐热性能在150℃以上的材料制成的粘接部件将上述聚光构件和第2透明基片贴合起来的工序；以及在150℃以上的温度下，将透明电极、定向膜、黑底设置在第2透明基片上的工序。

16.根据权利要求11所述的液晶投影装置，其特征为：备有投影透镜，用来将透过上述液晶显示元件的光汇聚后投射到成为该液晶投影装置的一部分的投影屏上或投射到设在该液晶投影装置外部的投影屏上，该投影透镜的数值孔径大于上述微型透镜阵列或双凸透镜的数值孔径。

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