JPH02209093A

JPH02209093A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02209093A
Application number: JP1030616A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Urabe; 哲夫占部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ、産業上の利用分野本発明は、信号線および走査線間にそれぞれ液晶画素が
配置されてなる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に
関する。

Ｂ０発明の概要本発明は、信号線および走査線間にそれぞれ液晶画素が
配置されてなる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に
おいて、液晶表示パネルの入光面Ｃ０従来の技術液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、薄型。

軽量、低消費電力等の特長を有し、近年の液晶技術の急
速な進展をベースにして、直視型の液晶テレビジョン装
置等に応用されている。また、このような液晶表示装置
は、第５図に示すように、ランプ５２からの光を集光光
学系５３で平行入射光として液晶表示装置６０に導き、
上記液晶表示装置６０を透過する光により形成された画
像を投写光学系５４を介してスクリーン５５に拡大投影
する液晶プロジェクタ装置Ｉｆ５０の光パルプとしても
用いられている。

例えば、このような液晶プロジェクタ装置５０の光バル
ブとされる液晶表示装置６０にあっては、従来、第６図
に要部断面を示すようなものが用いられている。

この第６図に示す液晶表示装置６０は、２枚の透明ガラ
ス基板６１．６２間に液晶６３が封入されてなる液晶表
示パネルによって構成されている。

上記液晶６３が封入きれる各透明ガラス基板６１゜６２
の対向面部分のうち、一方の透明ガラス基板６１側には
、共通電極６４が形成されている。また、他方の透明ガ
ラス基板６２側には、信号線および走査線や、それらの
クロスポイントに設けられた薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｆ
　Ｔ　：　Ｔｈ１ｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉａｔｏｒ
）等の非線形素子６５、上記非線形素子６５に接続され
上記信号線および走査線間にＸＹママトリクス状配され
た画素電極６６等が形成されている。そして、この画素
電極６６により液晶画素がそれぞれ形成されている。

このような液晶表示装置６０では、上記透明ガラス基板
６１側から平行入射光が入射すると、光励起により上記
ＴＰＴから漏れ電流が生じたり、上記信号線および走査
線周辺の光透過量のコントロールされないところから不
用な透過光を生じたりして、画像のコントラストが低下
するおそれがある。そこで、これを防止するために、液
晶画素以外の部分には、上記透明ガラス基板６１に遮光
性の高い薄膜６７（以下、ブラックマスクとする。

）をパターニングすることによって、不用な光が入射し
ないようにされている。

Ｄ１発明が解決しようとする課題ところで、このような液晶プロジェクタ装置５０におい
ては、低照度下でも良好な画像を再生するために上記液
晶表示装置６０から充分な透過光を得て、スクリーン５
５に拡大投影される画像を明るくすることが必要である
。

しかし、上述のようにブラックマスク６７を用いると、
液晶画素以外の部分には平行入射光が入射しないので、
液晶表示装置６０の開口率が非常に低下してしまう、こ
のため、従来は、上記液晶表示装置６０からは充分な透
過光を得ることができなかった。

実際には上記ブラックマスク６７で遮られる平行入射光
は５０％以上にもおよび、さらに画像の解像度を向上さ
せるために画素を高密度化すると上記ブラックマスク６
７の占める面積も大きくなるので、開口率が一層低くく
なってしまっていた。

このような実情に鑑みて、本発明は提案されたものであ
って、その目的とするところは、明るい画像等の表示を
実現するために、開口率の向上を図ることができる新規
な構成の液晶表示装置を提供することにある。

Ｅ１課題を解決するための手段本発明に係る液晶表示装置は、上述の目的を達成するた
めに、信号線および走査線間にそれぞれ液晶画素が配置
されてなる液晶表示パネルの入光面側に、各液晶画素に
対応させて平行入射光を収束させるマイクロレンズアレ
イを設けてなる。

Ｆ１作用本発明に係る液晶表示装置では、液晶表示パネルに入射
する平行入射光は、液晶表示パネルの入光面側に設けら
れたマイクロレンズアレイにょうて各液晶画素に対応し
て収束し、従来ブラックマスクにより遮光されていた光
も各液晶画素部分に導かれる。

Ｃ１実施例以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は、本発明を適用した液晶表示装置ｌの要部を示
す断面図である。また、第２図は、上記液晶表示装置ｌ
の全体を示す斜視図である。

上記液晶表示装置ｌは、第６図に示した液晶表示装置６
０と同様に、２枚の透明ガラス基板２３間に液晶４が封
入されてなる液晶表示パネルによって構成されている。

上記液晶４が封入される各透明ガラス基板２，３の対向
面部分のうち、−方の透明ガラス基板２側には、共通電
極５が形成されている。また、他方の透明ガラス基板３
側には、信号線１６および走査線１７や、それらのクロ
スポイントに設けられたＴＰＴ等の非線形素子６、上記
非線形素子６に接続され上記信号線１６および走査線１
７間にＸＹママトリクス状配された画素電極７等が形成
されている。そして、この画素電極７により液晶画素１
５がそれぞれ形成されている。

上記透明ガラス基板２は、平行入射光の入光面８を備え
る。この透明ガラス基板２の大光面８には、上記各液晶
画素１５に対応してマイクロレンズアレイｌＯが配設さ
れている。このマイクロレンズアレイ１０は、上記大光
面８からの平行入射光を所要焦点距離で収束させ、上記
液晶画素１５にそれぞれ導くようになっている。

一方、上記透明ガラス基板３には、上記透明ガラス基板
２のマイクロレンズアレイ１０に対応するように出光面
９にマイクロレンズアレイ１２が配設されている。

ここで、上記透明ガラス基板２に配設されたマイクロレ
ンズアレイ１０について説明する。上記マイクロレンズ
アレイｌＯは、上記透明ガラス基板２の入光面８にマト
リクス状に複数配設されてなる屈折率分布領域１１を有
している。この屈折率分布領域１１は、高屈折率イオン
が移入された領域であって、この屈折率分布領域１１と
上記透明ガラス基板２の界面で平行入射光が所定の角度
で屈折する。したがって、上記屈折率分布領域１１を上
記各液晶画素１５に対応させて配置することで、従来ブ
ラックマスクにより遮光されていた平行入射光も上記液
晶画素１５に導くことができ、この液晶表示装置ｔｌの
開口率を向上させることができる。

また、このようなマイクロレンズアレイｌＯを用いるこ
とにより、上記信号線１６および走査線１７や非線型素
子６には平行入射光が入射しないようにできるので、従
来のようにブラックマスクを設ける必要がない、このた
め、上記液晶表示装置１では、上記各透明ガラス基板２
．３の位置合わせ精度を低くすることができるとともに
、製造工程を簡単にすることができ、安価に歩留り良く
生産することができる。

なお、このようなマイクロレンズアレイｌＯは、レンチ
キュラあるいはセルホオックレンズ等を用いて構成する
ことができる。

また、上記マイクロレンズアレイ１０は、マイクロレン
ズアレイが形成された平板基板を上記透明ガラス基板２
の入光面８側に接合して形成することもできる。

一方、上記透明ガラス基板３のマイクロレンズアレイ１
２は、上記マイクロレンズアレイ１０と同様に形成され
るものであり、上記マイクロレンズアレイｌＯにより収
束させられた平行入射光を再び平行な出射光とするため
のものである。すなわち、上記マイクロレンズアレイｌ
Ｏと上記マイクロレンズアレイ１２とは、いわゆるリレ
ー光学系を構成している。このため、上記液晶表示装置
ｌに入射した平行入射光は、上記マイクロレンズアレイ
１０により上記各液晶画素１５に対応して収束し、上記
マイクロレンズアレイ１２により再び平行光束となって
出射するようになっている。

このような液晶表示装置ｌは、例えば、第３図に示す液
晶プロジェクタ装置３０の光バルブとして用いることが
できる。次に、この液晶プロジェクタ装置３０について
説明する。

上記液晶プロジェクタ装置３０は、いわゆる３板式のも
のであって、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ
）専用の３枚の液晶表示装置１．．１．１がそれぞれ光
バルブとして用いられている。ランプ３２からの赤、青
、緑の三原色を含んだ光は、集光光学系３３により平行
入射光にされ、これらのうちから青の光だけを反射する
グイクロイックミラー３４、次に赤と緑の光のうち緑の
光だけを反射するグイクロイックミラー３５により順次
三原色光に分離されて、上記光バルブとして用いられる
各液晶表示装置Ｉ、１．１に入射する。これら液晶表示
装置１．ｌ、１を透過する光により赤、緑青の画像が形
成され、これら各画像がグイクロイックプリズム３６で
合成され、投写光学系３８を介してスクリーン３９に拡
大投影される。

また、上記液晶表示装置１は、上記液晶プロジェクタ装
置３０のグイクロイックプリズム３６にかわり、第４図
に示すようにグイクロイックミラー４１．４２で各画像
を合成する液晶ブロジェクタ装ｆ１４０の光バルブにも
適用することができる。

なお、上記第４図に示す液晶プロジェクタ装置４０にお
いて、他の部分については、上記液晶プロジェクタ装置
３０と同様のものを用いることができ、同じ引用符号を
用いて図示しその説明を省略する。

このような液晶プロジェクタ装置３０．４０の光バルブ
に上記液晶表示装置１を用いることによって、上記スク
リーン３９に拡大投影される画像を明るくすることがで
きるので、低照度下でも良好な画像を再現することがで
きる。

なお、上記実施例は３板式の液晶プロジェクシッン装置
３０．４０に用いられる液晶表示装置１についてのもの
であったが、本発明は上記実施例のみに限定されるもの
ではない。例えば、本発明に係る液晶表示装置は、上述
の液晶プロジェクション装置５０のような単板式のもの
にも適用可能である。また、液晶プロジェクシッン装置
に限らず、液晶テレビシラン装置等に用いられる液晶表
示装置にも適用可能である。さらには、平行入射光を透
過させる透過型のものばかりでなく、反射型のものにも
適用が可能である。

Ｈ１発明の効果本発明に係る液晶表示装置では、液晶表示パネルに入射
する平行入射光は、液晶表示パネルの大光面側に設けら
れたマイクロレンズアレイによって各液晶画素に対応し
て収束し、各液晶画素部分に導かれる。

このため、従来ブラックマスクにより遮光されていた平
行入射光も各液晶画素部分に導かれ、開口率゛の向上を
図ることができる。

したがって、本発明に係る液晶表示装置によれば、画像
等を非常に明るく表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した液晶表示装置の要部を示す断
面図、第２図は上記液晶表示装置の全体を示す斜視図、
第３図は上記液晶表示装置が用いられる３板式の液晶プ
ロジェクシッン装置の構成を示す図、第４図は上記品表
示装置が用いられる他の３１Ｎ式の液晶プロジェクショ
ン装置の構成を示す図である。第５図は単板式の液晶プロジェクシッン装置の構成を示
す図、第６図は上記液晶プロジェクション装置に用いら
れる従来の液晶表示装置の要部を示す断面図である。１・・・液晶表示装置２．３・・・透明ガラス基板４・・・液晶７・・・画素電極８・・・入光面１０・・・マイクロレンズアレイ１５・・・液晶画素第３図

Claims

【特許請求の範囲】

信号線および走査線間にそれぞれ液晶画素が配置されて
なる液晶表示パネルの入光面側に、各液晶画素に対応さ
せて平行入射光を収束させるマイクロレンズアレイを設
けてなる液晶表示装置。