JPH0289025A - 液晶パネル - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶パネルの改良に関し、特に消費電力を増す
ことなく、デイスプレィ輝度を向上させる技術に関する
。

〔従来の技術〕

従来、液晶パネルの構造として、第４図に断面で示すよ
うに、間隔をおいた一対の透明基板ＩＡ、１８間に液晶
２を封入し、基板ｌＡ画面上マトリクス状に多数配列形
成された表示電極３のうちの特定の電極に選択的に電圧
を印加することによって、該箇所の液晶の光透過率を変
化させ、背後からの照明光すなわちバックライト４の透
過光点集合により、文字、図形等の特定パターン画像を
表示する方式のもの（例えばＴＰＴを用いたアクティブ
マトリックス駆動液晶デイスプレィ）が知られている。

上記液晶パネルの１画素分の正面視を第５図に拡大して
示す。

１つの画素内で、図示のように、ＩＴＯ（インジウムと
スズの酸化物）膜等の透明な導電膜から成る表示電極３
の周辺に、ドレイン電橋５、ゲート電極６、ソース電極
７などが配置されており、これら周辺電極と表示電極３
との間には一定のギャップ８が設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の液晶パネルにおいては、バッ
クライト４のうち表示電極３に直接照射された光４Ａの
みが表示用に使われ、その他の部分に照射された光４Ｂ
はカントされるため光量が小さく、明るい表示をするた
めにはバックライトのパワーアップによる光量アップを
図る必要があった。

特に高精細な液晶デイスプレィ、例えば対角サイズで３
インチの画面サイズで画素数が１　、０００ドツトＸ　
１．０００ドツトの場合、１つの画素の大きさは５０μ
ｍ角程度Ｃｕり、この画素中での表示電極３の面積は、
前述した周辺電極群５．６．７あるいはギャップ８の存
在により、１０％以下となってしまう。

すなわち、入射光の９０％以上がカットされてしまい、
光量不足になるという大きな問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

バックライト光源と表示電極との間に、各画素単位でバ
ックライトをそれぞれの表示電極に集光させるレンズ群
を配置する。このレンズ群としては、液晶パネル基板と
は別個の透明板に、高屈折率部分、凸球面等で多数のレ
ンズをマトリクス状に形成したレンズアレイ板が使用で
き、この他液晶パネル基板自体に上記のようにしてレン
ズアレイを形成したものであってもよい。

〔作用〕

表示電極の周辺不透明部分によって従来はカントされて
いたバックライトの大部分が表示電極に集光されて透過
するため、バックライト駆動電力を増すことなく画素の
輝度を大幅に高めることができる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図°は本発明に係る液晶パネルの断面図であり、第
４図と共通の部分については同一の参照番号を付しであ
る。

図において１０は、ガラス、プラスチック等の透明基板
中に、屈折率が周囲よりも大な領域から成る多数の小レ
ンズ部分１０Ａ・・・をマトリクス状に密接配列形成し
たレンズプレイ板である。

かかるレンズアレイ板１０は、例えば、ガラス基板面を
多数の点状開口を設けたマスク材で被覆し、この面に、
タリウム（Ｔ　Ｉ　）イオン、セシウム（Ｃｓ）イオン
等の基板ガラス屈折率を増大させるイオンを含む溶融塩
等の媒体を接触させ、ガラス中のナトリウム（Ｎａ）イ
オン、カリウム（Ｋ）イオン等のイオンとの交換により
、前記媒体中のイオンを基板内に拡散させて製作するこ
とができる。

上記レンズアレイ板ｌＯに設けられた各レンズ部分１０
Ａは、第２図に正面視を示すように、光軸を各表示電極
３の中心に合せ、且つ隣接するレンズの外周同士が密接
する大きさの円形ないしは楕円形状に予め形成しである
。そして上記のようなレンズアレイ板の一対が、それぞ
れ液晶パネル基板ＩＡ、１Ｂの外面に密着積層しである
。

上記構成により、各画素サイズの内接円（又は楕円）に
入射するバックライト４は、その大部分が透過窓すなわ
ち個々の表示電極３に集光し、表示電極３を透過した後
、表示面側のレンズＩＯＡによって平行集束して出射す
る。

この出射光量はバックライト４の入射光量に近く、従来
の液晶パネルに比べて大幅に増大する。

例えば、画素サイズが５０μｍ×７０μｍで、表示電極
３が１５μｍ角程度０大きさのとき、５０μｍφのレン
ズＩＯＡを対向配置することにより、５０μｍφの入射
スポットを１５μｍ角に集光するとすれば、レンズ無し
の場合に比べて約９倍の面積比が得られる。

このとき、上記レンズの焦点距離によってレンズの集光
性能は変化するが、表示部の大きさと集光スポットの大
きさを最適化すれば上記面積比に近い光量増加となる。

上記数値例の場合、バックライト光源側のレンズアレイ
板のレンズＩＯＡの焦点が、液晶パネル基板ＩＡ（厚み
０．７ｍ）の電極形成面に結ぶようにすると、理論的に
は約１２．５μｍの光スポツトサイズとなり、この値は
上記表示電極の大きさ１５μｍ角よりも小さいので、レ
ンズアレイ板１０、液晶パネル基板ＩＡ、１Ｂのアライ
メントが精度良く行なわれ、且つレンズの収差が小さけ
れば、レンズ面に入射した光のほぼ全量が表示電極３に
集光入射する。

第３図に本発明の他の実施例を示す。

本例は、レンズアレイ板を別途製作するかわりに、液晶
パネル基板ＩＡ、ＩＢとして、その外面側に熱プレス成
形等により、多数の凸球面レンズ１０Ａを多数形成した
ものを用いた例を示している。

なお図示例では、レンズアレイを液晶パネルの両面にそ
れぞれ設けたが、場合によっては表示面側のレンズアレ
イＩＯＡ・・・は省略してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液晶パネルの画素サイズが小さくなっ
ても光量低減が抑えられるため、従来光量的に困難であ
った液晶デイスプレィの高密度化（高分解能化）が可能
になるとともに、バックライトの消費電力も少なくて済
み、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は第
１図の液晶パネルにおけるレンズと表示電極の関係を示
す要部正面図、第３図は本発明の他の実施例を示す側断
面図、第４図は従来の液晶パネルを示す側断面図、第５
図は第４図の液晶パネルにおける一画素の構成を示す正
面図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・パネル基板、２・・・液晶、３・・・
表示電極、４・・・バックライト、５・・・ドレイン電
極、６・・・ゲート電極、し・・ソース電極、８・・・
ギヤツブ、１０・・・レンズアレイ板、ＩＯＡ・・・バ
ックライト集光レンズ。 第１図 第３図 第４図 第５図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶パネルの表示電極と、この表示電極を通して背後か
   ら照明するバックライト光源との間に、画素単位で各表
   示電極にバックライトを集光するレンズをそれぞれ配置
   して成る液晶パネル。