JP3183522B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JP3183522B2 JP3183522B2 JP00690591A JP690591A JP3183522B2 JP 3183522 B2 JP3183522 B2 JP 3183522B2 JP 00690591 A JP00690591 A JP 00690591A JP 690591 A JP690591 A JP 690591A JP 3183522 B2 JP3183522 B2 JP 3183522B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子、特に表示
品位改善策としてのレンズアレイを備えた液晶表示素子
に関する。
品位改善策としてのレンズアレイを備えた液晶表示素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子の解決すべき課題に表示面
における明るさ及びコントラストの改善があげられる。
上記課題に対し、液晶表示素子にレンズアレイ体を形成
し、入射光を液晶表示素子の開口部に集めることによ
り、明るさ及びコントラストの改善を図るという機構
（例えば、特開昭５７−１５７２１５）、及びそれを実
現するためのレンズアレイの製造方法が幾つか提案され
てきた。なかでも、レンズアレイの製造方法として、フ
ォトレジストに代表される感光性樹脂材料を用いフォト
リソグラフィーの手法を応用した製法（例えば、Appl
ied Optics誌,Vol.27,No.7,p1281(1988)、ＩＥＤＭ８
３,p497(1983)）は、微小なレンズから成るレンズアレ
イを高精度で、生産性良くつくることが出来るため、近
年非常に注目されている。
における明るさ及びコントラストの改善があげられる。
上記課題に対し、液晶表示素子にレンズアレイ体を形成
し、入射光を液晶表示素子の開口部に集めることによ
り、明るさ及びコントラストの改善を図るという機構
（例えば、特開昭５７−１５７２１５）、及びそれを実
現するためのレンズアレイの製造方法が幾つか提案され
てきた。なかでも、レンズアレイの製造方法として、フ
ォトレジストに代表される感光性樹脂材料を用いフォト
リソグラフィーの手法を応用した製法（例えば、Appl
ied Optics誌,Vol.27,No.7,p1281(1988)、ＩＥＤＭ８
３,p497(1983)）は、微小なレンズから成るレンズアレ
イを高精度で、生産性良くつくることが出来るため、近
年非常に注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記製造方法
は技術的には優れた方法ではあるが、樹脂材料を用いる
ため耐候性に問題がある。例えば、液晶プロジェクター
用液晶表示素子として用いる場合には、絶えず非常に強
い光にさらされることになり、光と熱の作用により樹脂
が化学変化（例えば、酸化反応、分解反応）を生じる。
この化学変化の結果は一般に着色、つまり、光透過率の
減少となって現れる。透明樹脂材料をレンズ材として用
いる場合、透明性の確保は必須事項である。
は技術的には優れた方法ではあるが、樹脂材料を用いる
ため耐候性に問題がある。例えば、液晶プロジェクター
用液晶表示素子として用いる場合には、絶えず非常に強
い光にさらされることになり、光と熱の作用により樹脂
が化学変化（例えば、酸化反応、分解反応）を生じる。
この化学変化の結果は一般に着色、つまり、光透過率の
減少となって現れる。透明樹脂材料をレンズ材として用
いる場合、透明性の確保は必須事項である。
【０００４】そこで、本発明は以上のような問題点を解
決するもので、その目的とするところは、経時変化の少
ない耐候性に優れた液晶表示素子を提供することにあ
る。
決するもので、その目的とするところは、経時変化の少
ない耐候性に優れた液晶表示素子を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光入射面側、光出射面側のうち一方また
は両方にレンズアレイを具備してなる液晶表示素子にお
いて、前記レンズアレイは透明樹脂材料によって形成さ
れ、前記レンズアレイと対向させて基板が設けられ、前
記レンズアレイと前記基板との間に閉空間が形成され、
前記閉空間は窒素ガスあるいは不活性ガスで満たされて
なることを特徴とする。すなわち、本発明は、窒素ガス
あるいは不活性ガス、すなわち非酸素系の気体状物質に
より、透明樹脂材料で形成されるレンズアレイを包含す
ることを特徴とする。この場合の「非酸素系の気体状物
質によるレンズアレイの包含」とは、レンズアレイの周
辺に透明ガラス基板等を用いて閉空間を作り、その閉空
間内を特定の気体状物質で満たすことを意味する。透明
ガラス基板としては、例えばレンズアレイを形成するレ
ンズアレイ基板が相当する。
に、本発明は、光入射面側、光出射面側のうち一方また
は両方にレンズアレイを具備してなる液晶表示素子にお
いて、前記レンズアレイは透明樹脂材料によって形成さ
れ、前記レンズアレイと対向させて基板が設けられ、前
記レンズアレイと前記基板との間に閉空間が形成され、
前記閉空間は窒素ガスあるいは不活性ガスで満たされて
なることを特徴とする。すなわち、本発明は、窒素ガス
あるいは不活性ガス、すなわち非酸素系の気体状物質に
より、透明樹脂材料で形成されるレンズアレイを包含す
ることを特徴とする。この場合の「非酸素系の気体状物
質によるレンズアレイの包含」とは、レンズアレイの周
辺に透明ガラス基板等を用いて閉空間を作り、その閉空
間内を特定の気体状物質で満たすことを意味する。透明
ガラス基板としては、例えばレンズアレイを形成するレ
ンズアレイ基板が相当する。
【０００６】
【作用】樹脂製レンズにおける光透過率の劣化は、主に
強い光と熱によって引き起こされる樹脂の酸化反応や分
解反応に起因する。従って、樹脂製のレンズアレイ体そ
のものを非酸素系の気体状物質である窒素ガスあるいは
不活性ガスで包含すれば、上記のような化学変化が非常
に起こり難くなり、結果として耐候性が増す。
強い光と熱によって引き起こされる樹脂の酸化反応や分
解反応に起因する。従って、樹脂製のレンズアレイ体そ
のものを非酸素系の気体状物質である窒素ガスあるいは
不活性ガスで包含すれば、上記のような化学変化が非常
に起こり難くなり、結果として耐候性が増す。
【０００７】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【０００８】（実施例１）第１の実施例として、図１に
本発明の液晶表示素子の構成断面図を示す。ここでは、
液晶駆動素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマト
リックス型の液晶表示素子の場合を示す。
本発明の液晶表示素子の構成断面図を示す。ここでは、
液晶駆動素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマト
リックス型の液晶表示素子の場合を示す。
【０００９】透明ガラス基板11上には配線部及びＴＦＴ
素子からなる液晶駆動部15と、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透明画素開口部14が平
面的に形成されている。また、共通電極基板12上にはＩ
ＴＯ膜からなる共通電極24とニッケル膜からなる遮光部
16（遮光部が形成されていないところは画素開口部17と
なる）が、上記透明画素開口部14、配線部及び液晶駆動
部15と位置的に対応関係をなすように形成されている。
上記二種の基板を、大きさが５μｍである液晶部スペー
サーを介して一体化させ、真空封入法により基板間に生
じた間隙に液晶19を封入した。
素子からなる液晶駆動部15と、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透明画素開口部14が平
面的に形成されている。また、共通電極基板12上にはＩ
ＴＯ膜からなる共通電極24とニッケル膜からなる遮光部
16（遮光部が形成されていないところは画素開口部17と
なる）が、上記透明画素開口部14、配線部及び液晶駆動
部15と位置的に対応関係をなすように形成されている。
上記二種の基板を、大きさが５μｍである液晶部スペー
サーを介して一体化させ、真空封入法により基板間に生
じた間隙に液晶19を封入した。
【００１０】一方、透明ガラス基板上に感光性の透明樹
脂材料（フェノールノボラック系樹脂）をスピンコート
法により形成（厚さ１．７μｍ）し、フォトリソグラフ
ィーの手法を用いて断面形状が矩形である樹脂パターン
を成形した後、更に、加熱処理（１４０℃、３０分）を
施して樹脂製レンズアレイを形成した。つまり、加熱処
理により樹脂表面に物質移動を生じさせ、樹脂パターン
の断面形状を矩形から円形に変形させることにより、レ
ンズ幅６０μｍ、レンズ高２μｍのレンズ20（レンチキ
ュラー状レンズ）を基本構成単位とするレンズアレイ
（レンズピッチ６２μｍ）を透明ガラス基板上に形成し
た（以下、レンズアレイ基板13）。このレンズアレイ基
板13を大きさが１０μｍであるレンズ部スペーサーを介
して、各レンズ20の光軸が画素開口部17の中央に位置す
るように、共通電極基板12の裏面側（光の入射側）に取
り付けた。この時、予めレンズアレイ基板に２箇所小さ
な穴を開けておき、レンズアレイ基板の取り付けが終っ
た液晶表示素子を耐圧容器中に置き、容器内を一旦減圧
状態にした後、窒素ガスを容器内に充満させ、レンズア
レイ基板13と共通電極基板12の間隙に窒素ガスを充填す
ることにより、レンズアレイ表面を窒素ガスで被った本
発明の液晶表示素子を完成させた。
脂材料（フェノールノボラック系樹脂）をスピンコート
法により形成（厚さ１．７μｍ）し、フォトリソグラフ
ィーの手法を用いて断面形状が矩形である樹脂パターン
を成形した後、更に、加熱処理（１４０℃、３０分）を
施して樹脂製レンズアレイを形成した。つまり、加熱処
理により樹脂表面に物質移動を生じさせ、樹脂パターン
の断面形状を矩形から円形に変形させることにより、レ
ンズ幅６０μｍ、レンズ高２μｍのレンズ20（レンチキ
ュラー状レンズ）を基本構成単位とするレンズアレイ
（レンズピッチ６２μｍ）を透明ガラス基板上に形成し
た（以下、レンズアレイ基板13）。このレンズアレイ基
板13を大きさが１０μｍであるレンズ部スペーサーを介
して、各レンズ20の光軸が画素開口部17の中央に位置す
るように、共通電極基板12の裏面側（光の入射側）に取
り付けた。この時、予めレンズアレイ基板に２箇所小さ
な穴を開けておき、レンズアレイ基板の取り付けが終っ
た液晶表示素子を耐圧容器中に置き、容器内を一旦減圧
状態にした後、窒素ガスを容器内に充満させ、レンズア
レイ基板13と共通電極基板12の間隙に窒素ガスを充填す
ることにより、レンズアレイ表面を窒素ガスで被った本
発明の液晶表示素子を完成させた。
【００１１】上記液晶表示素子をメタルハライドランプ
によりつくられる強力な可視光（光強度：50mW/cm2、波
長域：400nm〜780nm）下に長時間（1000時間）さらし、
耐候性試験（耐光性試験）を行い、樹脂製レンズアレイ
を備えた液晶表示素子の光及び熱による透過率の変化を
調べた。同時に、先に記した液晶表示素子と同様の機能
及び構造を有し、但し、レンズアレイ部分を非酸素系の
気体状物質で包含するという機構を有しない（つまり空
気が封入されている）従来の液晶表示素子を比較例とし
て同様の試験にかけた。それらの結果を図２に示す。図
中、a)は本発明の液晶表示素子の試験後の光透過率スペ
クトル、b)は従来の液晶表示素子の試験後の光透過率ス
ペクトル、c)は本発明の液晶表示素子の試験前の光透過
率スペクトルを示す。図２から、窒素ガスを充填した液
晶表示素子では透過率の経時変化が少ないのに対して、
従来通り空気を充填した液晶表示素子では透過率の経時
変化が大きいことがわかる。先に述べたように、樹脂製
レンズは空気中の酸素により化学変化を生じやすく、こ
の変化は光透過率の低下（外観的には着色）や変化（着
色レンズの場合には変色）となって現れる。レンズ自体
を窒素ガスなどの非酸素系の気体状物質で包含すること
により、光や熱による化学変化は抑制され、耐候性（耐
光性）に優れたレンズアレイを備えた液晶表示素子とな
る。
によりつくられる強力な可視光（光強度：50mW/cm2、波
長域：400nm〜780nm）下に長時間（1000時間）さらし、
耐候性試験（耐光性試験）を行い、樹脂製レンズアレイ
を備えた液晶表示素子の光及び熱による透過率の変化を
調べた。同時に、先に記した液晶表示素子と同様の機能
及び構造を有し、但し、レンズアレイ部分を非酸素系の
気体状物質で包含するという機構を有しない（つまり空
気が封入されている）従来の液晶表示素子を比較例とし
て同様の試験にかけた。それらの結果を図２に示す。図
中、a)は本発明の液晶表示素子の試験後の光透過率スペ
クトル、b)は従来の液晶表示素子の試験後の光透過率ス
ペクトル、c)は本発明の液晶表示素子の試験前の光透過
率スペクトルを示す。図２から、窒素ガスを充填した液
晶表示素子では透過率の経時変化が少ないのに対して、
従来通り空気を充填した液晶表示素子では透過率の経時
変化が大きいことがわかる。先に述べたように、樹脂製
レンズは空気中の酸素により化学変化を生じやすく、こ
の変化は光透過率の低下（外観的には着色）や変化（着
色レンズの場合には変色）となって現れる。レンズ自体
を窒素ガスなどの非酸素系の気体状物質で包含すること
により、光や熱による化学変化は抑制され、耐候性（耐
光性）に優れたレンズアレイを備えた液晶表示素子とな
る。
【００１２】（実施例２）実施例１で示したものと同様
な構造を有する液晶表示素子を作製し、同様な耐候性試
験（耐光性試験）を実施した。但し、本実施例ではレン
ズアレイ基板13と共通電極基板12の間隙には、典型的な
不活性ガスであるアルゴンガスを充填した。その結果、
不活性ガスを充填した場合にも、透過率の経時変化は非
常に少ないことが確認された。
な構造を有する液晶表示素子を作製し、同様な耐候性試
験（耐光性試験）を実施した。但し、本実施例ではレン
ズアレイ基板13と共通電極基板12の間隙には、典型的な
不活性ガスであるアルゴンガスを充填した。その結果、
不活性ガスを充填した場合にも、透過率の経時変化は非
常に少ないことが確認された。
【００１３】以上の実施例では、アクティブマトリック
ス型の且つ透過型の液晶表示素子を用いた場合を示した
が、本発明の構成は上記液晶表示素子に限定されるもの
ではなく、例えば、単純マトリックス型液晶表示素子や
あるいは反射型の液晶表示素子にも十分応用が可能であ
る。
ス型の且つ透過型の液晶表示素子を用いた場合を示した
が、本発明の構成は上記液晶表示素子に限定されるもの
ではなく、例えば、単純マトリックス型液晶表示素子や
あるいは反射型の液晶表示素子にも十分応用が可能であ
る。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明の液晶表示素子
は、素子上に具備されているレンズアレイ部を非酸素系
の気体状物質で包含することにより、光あるいは熱及び
その両者によって誘起される、樹脂材料の酸化反応及び
分解反応を主とする化学変化を抑制することができ、結
果として、経時変化の少ない、耐候性に優れた液晶表示
素子を得ることが可能となる。以上のような優れた特徴
を有することから、本発明の液晶表示素子は強い光や熱
にさらされる液晶プロジェクターや自動車搭載用の液晶
表示素子として最適である。
は、素子上に具備されているレンズアレイ部を非酸素系
の気体状物質で包含することにより、光あるいは熱及び
その両者によって誘起される、樹脂材料の酸化反応及び
分解反応を主とする化学変化を抑制することができ、結
果として、経時変化の少ない、耐候性に優れた液晶表示
素子を得ることが可能となる。以上のような優れた特徴
を有することから、本発明の液晶表示素子は強い光や熱
にさらされる液晶プロジェクターや自動車搭載用の液晶
表示素子として最適である。
【００１５】尚、本発明のレンズアレイ部を非酸素系の
気体状物質で包含するという構成は、レンズアレイを取
り付ける対象物をＣＣＤ（電荷結合素子）などに代表さ
れる各種固体センサーや光センサー等に置き換えた場合
にも、レンズアレイの経時変化を防止するという観点で
十分有効である。特に、カラーフィルターを備えた光セ
ンサーの場合には、カラーフィルターの変色防止という
点でも有用である。
気体状物質で包含するという構成は、レンズアレイを取
り付ける対象物をＣＣＤ（電荷結合素子）などに代表さ
れる各種固体センサーや光センサー等に置き換えた場合
にも、レンズアレイの経時変化を防止するという観点で
十分有効である。特に、カラーフィルターを備えた光セ
ンサーの場合には、カラーフィルターの変色防止という
点でも有用である。
【図１】実施例１で作製した本発明の液晶表示素子の構
成断面図。
成断面図。
【図２】実施例１で行なった耐候性試験の結果（透過率
の経時変化）を示す図。
の経時変化）を示す図。
１１ 透明ガラス基板 １２ 共通電極基板 １３ レンズアレイ基板 １４ 透明画素開口部 １５ 液晶駆動部及び配線部 １６ 遮光部 １７ 画素開口部 １８ 液晶部スペーサー １９ 液晶 ２０ レンズ ２１ 気体状物質の充填部 ２２ レンズ部スペーサー ２３ 入射光線 ２４ 共通電極
Claims (1)
- 【請求項１】光入射面側、光出射面側のうち一方または
両方にレンズアレイを具備してなる液晶表示素子におい
て、前記レンズアレイは透明樹脂材料によって形成さ
れ、前記レンズアレイと対向させて基板が設けられ、前
記レンズアレイと前記基板との間に閉空間が形成され、
前記閉空間は窒素ガスあるいは不活性ガスで満たされて
なることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00690591A JP3183522B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00690591A JP3183522B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240615A JPH04240615A (ja) | 1992-08-27 |
| JP3183522B2 true JP3183522B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=11651252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00690591A Expired - Fee Related JP3183522B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183522B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11231314A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Micro Opt:Kk | 液晶表示素子 |
| KR19990080391A (ko) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | 김영환 | 액정 표시 소자 및 그의 제조방법 |
| JP2000206894A (ja) | 1998-11-10 | 2000-07-28 | Toshiba Corp | 平面表示装置 |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP00690591A patent/JP3183522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04240615A (ja) | 1992-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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