JPH03182719A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH03182719A JPH03182719A JP1322928A JP32292889A JPH03182719A JP H03182719 A JPH03182719 A JP H03182719A JP 1322928 A JP1322928 A JP 1322928A JP 32292889 A JP32292889 A JP 32292889A JP H03182719 A JPH03182719 A JP H03182719A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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。
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、液晶デイスプレィ、液晶シャッタアレイ、液
晶テレビ等に使用される液晶パネル光学系に関し、特に
、液晶プロジェクタに有用な光学系に関するものである
。
晶テレビ等に使用される液晶パネル光学系に関し、特に
、液晶プロジェクタに有用な光学系に関するものである
。
［従来の技ｍｌ
液晶テレビ等に使用されている液晶マトリクスアレイは
、数μ臘程度の液晶層を２枚のガラス基板ではさみ込み
、これに電極、信号線、ＴＰＴ等を成膜、パターニング
して作製される。
、数μ臘程度の液晶層を２枚のガラス基板ではさみ込み
、これに電極、信号線、ＴＰＴ等を成膜、パターニング
して作製される。
−数的な構成は、第３図に示されるようなものである。
図中、（１）、（２）はガラス基板、（３）は液晶層、
（４）は透明電極、（５）は液晶窓、（６）は配線パタ
ーン、ＴＰＴ等の不透光部分、（７）は照明光である。
（４）は透明電極、（５）は液晶窓、（６）は配線パタ
ーン、ＴＰＴ等の不透光部分、（７）は照明光である。
各画素のスイッチングのためのＴＰＴは、ａ−８ｉ又は
ｐｏｌｙ−３ｉで作製される事が多く、このためガラス
基板としては無アルカリのもの、即ち、α−５ｉに対し
ては例えばコ一二ング社＃ ７０５９ガラス、ｐｏｌｙ
−８ｉに対しては石英ガラス等が使用される事が多い。
ｐｏｌｙ−３ｉで作製される事が多く、このためガラス
基板としては無アルカリのもの、即ち、α−５ｉに対し
ては例えばコ一二ング社＃ ７０５９ガラス、ｐｏｌｙ
−８ｉに対しては石英ガラス等が使用される事が多い。
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら、液晶面はこのように、電極、信号線、Ｔ
ＰＴがパターニングされているため、１画素の面積に対
し、実際に光が通過する領域（本明細書では、液晶窓と
呼ぶ）が小さい。特に画素数を増やす場合、１画素の面
積が小さくなり、このような場合、開口率（液晶窓面積
／１画素面積）が２０〜３０％程度と極めて低くなる事
が多く、結果的にデイスプレィが暗くなるという欠点が
あった・ このような欠点に対する改善案として、これまで、各液
晶画素に対して微小レンズを１対１に対向させて配置し
、その微小レンズの集光効果により照明光を液晶窓に有
効に導き、液晶窓の通過光量を向上させようとする方法
が幾つか提案されている（特開昭６０−１６５６２１等
）。
ＰＴがパターニングされているため、１画素の面積に対
し、実際に光が通過する領域（本明細書では、液晶窓と
呼ぶ）が小さい。特に画素数を増やす場合、１画素の面
積が小さくなり、このような場合、開口率（液晶窓面積
／１画素面積）が２０〜３０％程度と極めて低くなる事
が多く、結果的にデイスプレィが暗くなるという欠点が
あった・ このような欠点に対する改善案として、これまで、各液
晶画素に対して微小レンズを１対１に対向させて配置し
、その微小レンズの集光効果により照明光を液晶窓に有
効に導き、液晶窓の通過光量を向上させようとする方法
が幾つか提案されている（特開昭６０−１６５６２１等
）。
このような微小レンズアレイの作製方法としては、例え
ばイオン交換法を用いてガラス基板表面近傍に、略半球
状の屈折率分布領域を作製し、この屈折率分布によって
入射光線に対して凸レンズ効果を持たせようとする方法
があった。
ばイオン交換法を用いてガラス基板表面近傍に、略半球
状の屈折率分布領域を作製し、この屈折率分布によって
入射光線に対して凸レンズ効果を持たせようとする方法
があった。
イオン交換法による微小レンズアレイの作製は、フォト
リソグラフィ技術を用いて作製された。極めて均一な円
形窓を介してイオン交換を行うため、樹脂材等の底形に
よる凸レンズ作製に比べ、各レンズの性能ばらつきや位
置精度の点で、非常に優れた性能を有しているが、その
反面、表面が平坦であるため、このような微小レンズア
レイ板を液晶パネルを構成するガラス基板に接着しよう
とすると接着強度が十分に取れないという問題点があっ
た・ Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記従来の問題点を解決する本発明は、工次元又は２次
元に多数個配列させた光透過窓のアレイを備えた液晶表
示パネルと、前記液晶表示パネルを構成するｌ対のガラ
ス基板のうち一方のガラス基板（第１のガラス基板）の
外側に密接して固定された第２のガラス基板を備え、前
記第２のガラス基板の前記第１のガラス基板に密接する
側の面には、全面又は部分的に粗面あるいは凹凸が付与
されているとともに、基板内部に屈折率分布型レンズア
レイを備え、前記第１のガラス基板と前記屈折率分布型
レンズアレイを備えている第２のガラス基板を適当な屈
折率をもつ接着剤を用いてマツチングさせ一体化し、前
記第２のガラス基板の屈折率分布領域のレンズ効果によ
って、液晶表示パネルに入射する照明光を有効に、前記
光透過窓に集光させるように、前記屈折率分布型レンズ
と光透過窓を１対１に対応するように配列した。
リソグラフィ技術を用いて作製された。極めて均一な円
形窓を介してイオン交換を行うため、樹脂材等の底形に
よる凸レンズ作製に比べ、各レンズの性能ばらつきや位
置精度の点で、非常に優れた性能を有しているが、その
反面、表面が平坦であるため、このような微小レンズア
レイ板を液晶パネルを構成するガラス基板に接着しよう
とすると接着強度が十分に取れないという問題点があっ
た・ Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記従来の問題点を解決する本発明は、工次元又は２次
元に多数個配列させた光透過窓のアレイを備えた液晶表
示パネルと、前記液晶表示パネルを構成するｌ対のガラ
ス基板のうち一方のガラス基板（第１のガラス基板）の
外側に密接して固定された第２のガラス基板を備え、前
記第２のガラス基板の前記第１のガラス基板に密接する
側の面には、全面又は部分的に粗面あるいは凹凸が付与
されているとともに、基板内部に屈折率分布型レンズア
レイを備え、前記第１のガラス基板と前記屈折率分布型
レンズアレイを備えている第２のガラス基板を適当な屈
折率をもつ接着剤を用いてマツチングさせ一体化し、前
記第２のガラス基板の屈折率分布領域のレンズ効果によ
って、液晶表示パネルに入射する照明光を有効に、前記
光透過窓に集光させるように、前記屈折率分布型レンズ
と光透過窓を１対１に対応するように配列した。
［作用］
本発明によれば、各画素に対して屈折率分布型レンズが
設けられているため、面積の小さい液晶窓に照明光が有
効に絞り込まれ、実効的な開口率を向上させる事ができ
、且つ、表面が全面又は部分的に粗面、或いは凹凸形状
である屈折率分布型レンズアレイを液晶表示素子と接着
剤を用いて貼合せるため、接着強度が大となる構造を実
現できる。
設けられているため、面積の小さい液晶窓に照明光が有
効に絞り込まれ、実効的な開口率を向上させる事ができ
、且つ、表面が全面又は部分的に粗面、或いは凹凸形状
である屈折率分布型レンズアレイを液晶表示素子と接着
剤を用いて貼合せるため、接着強度が大となる構造を実
現できる。
［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。
明する。
第１図に本発明の実施例を断面図で示す。参照番号（１
）〜（７）は第３図と同一であるが、ガラス基板（１）
（以下第１のガラス基板と呼ぶ）の外側にさらに第２の
ガラス基板（８）が設けられている。
）〜（７）は第３図と同一であるが、ガラス基板（１）
（以下第１のガラス基板と呼ぶ）の外側にさらに第２の
ガラス基板（８）が設けられている。
第２のガラス基板（８）の第１のガラス基板（１）に近
接する側の面には、略球面形状の多数個の屈折率分布型
レンズ（９）が形成されている。
接する側の面には、略球面形状の多数個の屈折率分布型
レンズ（９）が形成されている。
このような屈折率分布型レンズ（９）を備えた第２のガ
ラス基板（８）は、各屈折率分布型レンズ（９）の位置
が、各液晶＊（５）の位置に対向する様にして、接着層
（１０）を介して第１のガラス基板（１）に密接して固
定されている。
ラス基板（８）は、各屈折率分布型レンズ（９）の位置
が、各液晶＊（５）の位置に対向する様にして、接着層
（１０）を介して第１のガラス基板（１）に密接して固
定されている。
各々の屈折率分布型レンズ（９）は、照明光（７）を屈
折させ、照明光（７）を有効に液晶窓（５）に集光させ
、その結果これまで、液晶パネルの配線パターニング、
ＴＦＴ部（６）によって遮光されていた照明光も液晶窓
（５）を通して後方に伝達する事が出来、照明の利用効
率の高い、明るい液晶表示素子を実現できる。
折させ、照明光（７）を有効に液晶窓（５）に集光させ
、その結果これまで、液晶パネルの配線パターニング、
ＴＦＴ部（６）によって遮光されていた照明光も液晶窓
（５）を通して後方に伝達する事が出来、照明の利用効
率の高い、明るい液晶表示素子を実現できる。
ここで、各屈折率分布型レンズ（９）は、表面が全面又
は部分的に粗面であったり、凹凸形状のガラス基板に作
製されるが、接着剤（１０）によって、粗面或いは凹凸
形状が埋められて散乱等が抑えられ、照明光（７）を液
晶窓（５）へ集光させることが出来る。
は部分的に粗面であったり、凹凸形状のガラス基板に作
製されるが、接着剤（１０）によって、粗面或いは凹凸
形状が埋められて散乱等が抑えられ、照明光（７）を液
晶窓（５）へ集光させることが出来る。
例えば、第１のガラス基板（１）として、厚味１．１ｍ
のコーニング社製＃ ７０５９ガラスを用い、屈折率分
布型レンズ（９）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
（ＴＩ）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により１表
面が全面又は部分的に粗面であったり、凹凸形状であっ
たりする屈折率分布型レンズアレイを得ることができる
。
のコーニング社製＃ ７０５９ガラスを用い、屈折率分
布型レンズ（９）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
（ＴＩ）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により１表
面が全面又は部分的に粗面であったり、凹凸形状であっ
たりする屈折率分布型レンズアレイを得ることができる
。
このような粗面又は凹凸形状を有する屈折率分布型レン
ズアレイの作製方法の一例として、ソーダライム等のガ
ラス基板の表裏に形成されたＴｉ。
ズアレイの作製方法の一例として、ソーダライム等のガ
ラス基板の表裏に形成されたＴｉ。
Ｃｒ等の金属膜からなるイオン拡散防止マスクに対して
、直径８０μ穎の開口部をフォトリソグラフィ技術によ
り形成する。
、直径８０μ穎の開口部をフォトリソグラフィ技術によ
り形成する。
次いで、このガラス基板を溶融塩（ＴｌＮＯ３６０ｍｏ
１％、ＮａＮＯ３４０ｍｏ１％）中に浸漬して、約１０
０時間のイオン交換処理を行った。その後ガラス基板を
溶融塩から取り出し、基板表裏のマスクを除去すると、
第２図（ａ）（ｂ）に示すようなレンズ表面が粗面であ
ったり、又は凸形状のふくらみを有する屈折率分布型レ
ンズアレイが得られる。
１％、ＮａＮＯ３４０ｍｏ１％）中に浸漬して、約１０
０時間のイオン交換処理を行った。その後ガラス基板を
溶融塩から取り出し、基板表裏のマスクを除去すると、
第２図（ａ）（ｂ）に示すようなレンズ表面が粗面であ
ったり、又は凸形状のふくらみを有する屈折率分布型レ
ンズアレイが得られる。
そして、第１図に示すように、接着剤（１０）を介して
屈折率分布型レンズアレイ（９）を備えたガラス基板（
８）と液晶表示パネルとを貼合せる。この時本実施例で
は、接着剤としてスリーボンド社製の屈折率ｎ＝１．４
６の紫外線硬化樹脂（品名：ＡＶＲ−１００）を用いた
が、屈折率がガラス基板の屈折率近傍（ｎ＝１．４３〜
１．６３）であれば、他にシリコーン樹脂、熱硬化性樹
脂等を用いることができる。尚、ガラス基板表面の粗面
ば、表面粗さＲｍａｘ ＝ ０．０１〜１．０ μｍが
望ましく、又、凸形状に関しては、高さｈ＝１〜５０μ
ｍが望ましい。
屈折率分布型レンズアレイ（９）を備えたガラス基板（
８）と液晶表示パネルとを貼合せる。この時本実施例で
は、接着剤としてスリーボンド社製の屈折率ｎ＝１．４
６の紫外線硬化樹脂（品名：ＡＶＲ−１００）を用いた
が、屈折率がガラス基板の屈折率近傍（ｎ＝１．４３〜
１．６３）であれば、他にシリコーン樹脂、熱硬化性樹
脂等を用いることができる。尚、ガラス基板表面の粗面
ば、表面粗さＲｍａｘ ＝ ０．０１〜１．０ μｍが
望ましく、又、凸形状に関しては、高さｈ＝１〜５０μ
ｍが望ましい。
［発明の効果］
本発明によれば、従来液晶表示パネルの配線パターニン
グ、ＴＰＴ等によって遮光されていた照明光が、屈折率
分布型レンズアレイを用いることにより、液晶窓に集光
させることが出来、その集光性能を従来の約２〜３倍に
高めることができ、極めて明るい液晶表示素子を実現で
きる。
グ、ＴＰＴ等によって遮光されていた照明光が、屈折率
分布型レンズアレイを用いることにより、液晶窓に集光
させることが出来、その集光性能を従来の約２〜３倍に
高めることができ、極めて明るい液晶表示素子を実現で
きる。
また、本発明で使用される屈折率分布型レンズアレイの
表面が粗面化ないしは凹凸化されているため、接着剤を
用いた液晶表示パネルとの一体化に於いて機械的強度を
有しており、且つ低コストな明るい液晶表示素子が実現
出来る。
表面が粗面化ないしは凹凸化されているため、接着剤を
用いた液晶表示パネルとの一体化に於いて機械的強度を
有しており、且つ低コストな明るい液晶表示素子が実現
出来る。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
（ｂ）は、本発明で使用する屈折率分布型レンズアレイ
の表面状態の例について示す断面図、第３図は従来の液
晶表示素子を示す断面図である。 １・・・第１ガラス基板、３・・・液晶層、４・・・透
明電極、５・・・液晶窓、６・・・不透光部分、７・・
・照明光、８・・・第２ガラス基板、９・・・屈折率分
布型レンズ、１０・・・接着層。 第 図 第 図 （０） （ｂ） 第 図
（ｂ）は、本発明で使用する屈折率分布型レンズアレイ
の表面状態の例について示す断面図、第３図は従来の液
晶表示素子を示す断面図である。 １・・・第１ガラス基板、３・・・液晶層、４・・・透
明電極、５・・・液晶窓、６・・・不透光部分、７・・
・照明光、８・・・第２ガラス基板、９・・・屈折率分
布型レンズ、１０・・・接着層。 第 図 第 図 （０） （ｂ） 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １次元又は２次元に多数個配列させた光透過窓のアレイ
を備えた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを構成
する１対のガラス基板のうち一方のガラス基板（第１の
ガラス基板）の外側に密接して固定された第２のガラス
基板を備え、前記第２のガラス基板の前記第１のガラス
基板に密接する側の面には、全面又は部分的に粗面ある
いは凹凸が付与されているとともに、ガラス基板内部に
屈折率分布型レンズアレイを備え、前記第１のガラス基
板と前記屈折率分布型レンズアレイを備えている第２の
ガラス基板を適当な屈折率をもつ接着剤を用いてマッチ
ングさせ一体化し、前記第２のガラス基板の屈折率分布
領域のレンズ効果によって、液晶表示パネルに入射する
照明光を有効に。 前記光透過窓に集光させるように、前記屈折率分布型レ
ンズと光透過窓を１対１に対応するように配列した事を
特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1322928A JP2922947B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1322928A JP2922947B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03182719A true JPH03182719A (ja) | 1991-08-08 |
| JP2922947B2 JP2922947B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18149195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1322928A Expired - Fee Related JP2922947B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922947B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5377027A (en) * | 1992-10-02 | 1994-12-27 | Motorola, Inc. | Liquid crystal display device with pixel registration illumination |
| US5764318A (en) * | 1991-09-26 | 1998-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display panel and projector utilizing the same |
| JP2004145329A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-05-20 | Keiwa Inc | 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット |
| JP2010078774A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Gamma Optical Co Ltd | 光学膜片、及び、光学膜片を使用したバックライトモジュール |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189685A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Seiko Epson Corp | 液晶ライトバルブ及び液晶ライトバルブを備えたビデオプロジェクター |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1322928A patent/JP2922947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189685A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-28 | Seiko Epson Corp | 液晶ライトバルブ及び液晶ライトバルブを備えたビデオプロジェクター |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2922947B2 (ja) | 1999-07-26 |
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