JPH05241002A - マイクロレンズアレイとその製造方法及び液晶パネル - Google Patents
マイクロレンズアレイとその製造方法及び液晶パネルInfo
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- JPH05241002A JPH05241002A JP4041099A JP4109992A JPH05241002A JP H05241002 A JPH05241002 A JP H05241002A JP 4041099 A JP4041099 A JP 4041099A JP 4109992 A JP4109992 A JP 4109992A JP H05241002 A JPH05241002 A JP H05241002A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロレンズアレイとその製造方法及び液
晶パネルに関し、開口率を増加することができ、映像品
質を向上させることができるようにすることを目的とす
る。 【構成】 平坦な表面１２ａを有するガラス基板１２の
該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロレンズ１
４を形成したマイクロレンズアレイであって、各マイク
ロレンズ１４が、該ガラス基板の該平坦な表面に相当す
る位置から該平坦な表面に垂直な線に沿って進むにつれ
て、屈折率がピーク値へ向かって次第に高くなる部分１
６と、ピーク値から次第に低くなる部分１８とを含む構
成とする。
晶パネルに関し、開口率を増加することができ、映像品
質を向上させることができるようにすることを目的とす
る。 【構成】 平坦な表面１２ａを有するガラス基板１２の
該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロレンズ１
４を形成したマイクロレンズアレイであって、各マイク
ロレンズ１４が、該ガラス基板の該平坦な表面に相当す
る位置から該平坦な表面に垂直な線に沿って進むにつれ
て、屈折率がピーク値へ向かって次第に高くなる部分１
６と、ピーク値から次第に低くなる部分１８とを含む構
成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロレンズアレイと
その製造方法及び液晶パネルに関する。
その製造方法及び液晶パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネルは一対のガラス基板の間に液
晶を封入し、これらのガラス基板にそれぞれ設けた電極
間に電圧を印加することにより画像を形成するようにな
っている。液晶パネルには、単純マトリクス型とアクテ
ィブマトリクス型とがあり、最近は動作速度、表示品質
に優れるアクティブマトリクス型が注目されている。
晶を封入し、これらのガラス基板にそれぞれ設けた電極
間に電圧を印加することにより画像を形成するようにな
っている。液晶パネルには、単純マトリクス型とアクテ
ィブマトリクス型とがあり、最近は動作速度、表示品質
に優れるアクティブマトリクス型が注目されている。
【０００３】アクティブマトリクス型の液晶パネルは、
一方のガラス基板（ＴＦＴ基板と言う）に直交するゲー
トバスライン及びドレインバスラインをマトリクス状に
設け、ゲートバスラインとドレインバスラインとの各交
差領域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び透明な画素電
極を設けた構造になっている。他方のガラス基板（対向
基板と言う）には全面透明電極を設け、これらのガラス
基板を張り合わせる。さらに、光は対向電極の方から入
射され、ＴＦＴ基板のＴＦＴに光線が直接に当たらない
ように入射側の対向基板に遮光膜が設けられる。この遮
光膜はＴＦＴ基板の画素電極の部分のみに光を入射させ
る開口部を有するが、その他の部分は完全に閉塞されて
いる。
一方のガラス基板（ＴＦＴ基板と言う）に直交するゲー
トバスライン及びドレインバスラインをマトリクス状に
設け、ゲートバスラインとドレインバスラインとの各交
差領域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及び透明な画素電
極を設けた構造になっている。他方のガラス基板（対向
基板と言う）には全面透明電極を設け、これらのガラス
基板を張り合わせる。さらに、光は対向電極の方から入
射され、ＴＦＴ基板のＴＦＴに光線が直接に当たらない
ように入射側の対向基板に遮光膜が設けられる。この遮
光膜はＴＦＴ基板の画素電極の部分のみに光を入射させ
る開口部を有するが、その他の部分は完全に閉塞されて
いる。
【０００４】このため、対向基板の全面に入射した光の
うち、遮光膜の開口部を通る光のみが利用されることに
なり、開口率が小さくなる。特に、投写型液晶表示装置
に用いられる液晶パネルでは、液晶パネルに多数の画素
を形成することが求められており、一つずつの画素面積
が小さくなって、開口率がますます小さくなり、映像の
表示品質が低下する。また、液晶パネルの透過率は開口
率に大きく依存するため、開口率の小さい液晶パネルは
透過率も低く、十分な画像の明るさを得るために大容量
の光源を用いる必要があった。
うち、遮光膜の開口部を通る光のみが利用されることに
なり、開口率が小さくなる。特に、投写型液晶表示装置
に用いられる液晶パネルでは、液晶パネルに多数の画素
を形成することが求められており、一つずつの画素面積
が小さくなって、開口率がますます小さくなり、映像の
表示品質が低下する。また、液晶パネルの透過率は開口
率に大きく依存するため、開口率の小さい液晶パネルは
透過率も低く、十分な画像の明るさを得るために大容量
の光源を用いる必要があった。
【０００５】こうした問題を解決する手段として、遮光
膜を使用せずに（あるいは遮光膜があっても）入射光線
を曲げてＴＦＴに直接に当たらないようにする試みがな
されている。すなわち、光入射側の対向基板に微小な凸
レンズを配置し、ＴＦＴ基板のＴＦＴに向かって入射し
た光線を画素電極の方へ曲げるようにする。そして、多
数の微小な凸レンズをマイクロレンズアレイとして対向
基板と一体的に作り込むようになっている。これによれ
ば、実質的な開口率を増加させることができる。しか
し、対向基板に微小な凸レンズを作り込んだマイクロレ
ンズアレイには次のような問題点があった。
膜を使用せずに（あるいは遮光膜があっても）入射光線
を曲げてＴＦＴに直接に当たらないようにする試みがな
されている。すなわち、光入射側の対向基板に微小な凸
レンズを配置し、ＴＦＴ基板のＴＦＴに向かって入射し
た光線を画素電極の方へ曲げるようにする。そして、多
数の微小な凸レンズをマイクロレンズアレイとして対向
基板と一体的に作り込むようになっている。これによれ
ば、実質的な開口率を増加させることができる。しか
し、対向基板に微小な凸レンズを作り込んだマイクロレ
ンズアレイには次のような問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】マイクロレンズアレイ
を（液晶パネルとしたときの）対向基板の外側に作り込
んだ場合、対向基板に入射した平行光線は微小な凸レン
ズで曲げられ、ある角度で対向基板を透過し、そして、
ＴＦＴ基板においてＴＦＴに当たらないようにし且つ画
素電極で確実に集光することになる。しかし、対向基板
の厚さは画素間隔よりもかなり大きいので、対向基板を
透過する光線が別のＴＦＴに当たらないように光線の角
度はかなり小さくしなければならない、そのためには凸
レンズはかなり平坦に近いものになる。しかし、現実的
には、平坦に近い凸レンズで曲げた光線を相対的に厚い
ガラス基板を透過させ、そして、ＴＦＴに当たらないよ
うにし且つ画素電極で確実に集光することは難しい。ま
た、入射光線が平行光線だけでなく角度バラツキをもつ
場合には、ＴＦＴに当たらないようにし且つ画素電極で
有効に集光することはますます難しくなる。このため、
凸レンズの効果があらわれにくい。
を（液晶パネルとしたときの）対向基板の外側に作り込
んだ場合、対向基板に入射した平行光線は微小な凸レン
ズで曲げられ、ある角度で対向基板を透過し、そして、
ＴＦＴ基板においてＴＦＴに当たらないようにし且つ画
素電極で確実に集光することになる。しかし、対向基板
の厚さは画素間隔よりもかなり大きいので、対向基板を
透過する光線が別のＴＦＴに当たらないように光線の角
度はかなり小さくしなければならない、そのためには凸
レンズはかなり平坦に近いものになる。しかし、現実的
には、平坦に近い凸レンズで曲げた光線を相対的に厚い
ガラス基板を透過させ、そして、ＴＦＴに当たらないよ
うにし且つ画素電極で確実に集光することは難しい。ま
た、入射光線が平行光線だけでなく角度バラツキをもつ
場合には、ＴＦＴに当たらないようにし且つ画素電極で
有効に集光することはますます難しくなる。このため、
凸レンズの効果があらわれにくい。
【０００７】また、マイクロレンズアレイを対向基板の
内側に作り込んだ場合、液晶層の厚さに相当する小さな
ギャップでマイクロレンズアレイとＴＦＴ基板及び画素
電極が対面するので、あるＴＦＴに向かって入射した光
線を画素電極の方へ向けるためには、凸レンズは光線の
角度を大きく曲げるものとしなければならない。このた
め、液晶層を透過する光線は大きな角度のままで液晶パ
ネルから出射するようになり、また出射光線は入射光線
よりも大きな角度バラツキをもつことになる。投写レン
ズによってスクリーンに投写される光線は、投写レンズ
の画角内の光線に限られるため、結果として投写レンズ
に入射する光線は減少し、スクリーン輝度の増加が期待
できない。
内側に作り込んだ場合、液晶層の厚さに相当する小さな
ギャップでマイクロレンズアレイとＴＦＴ基板及び画素
電極が対面するので、あるＴＦＴに向かって入射した光
線を画素電極の方へ向けるためには、凸レンズは光線の
角度を大きく曲げるものとしなければならない。このた
め、液晶層を透過する光線は大きな角度のままで液晶パ
ネルから出射するようになり、また出射光線は入射光線
よりも大きな角度バラツキをもつことになる。投写レン
ズによってスクリーンに投写される光線は、投写レンズ
の画角内の光線に限られるため、結果として投写レンズ
に入射する光線は減少し、スクリーン輝度の増加が期待
できない。
【０００８】本発明の目的は、開口率を増加することが
でき、映像品質を向上させることのできるマイクロレン
ズアレイとその製造方法及び液晶パネルを提供すること
である。
でき、映像品質を向上させることのできるマイクロレン
ズアレイとその製造方法及び液晶パネルを提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロレンズ
アレイは、平坦な表面１２ａを有するガラス基板１２の
該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロレンズ１
４を形成したマイクロレンズアレイであって、各マイク
ロレンズ１４が、該ガラス基板の該平坦な表面に相当す
る位置から該平坦な表面に垂直な線に沿って進むにつれ
て、屈折率がピーク値へ向かって次第に高くなる部分１
６と、ピーク値から次第に低くなる部分１８とを含むこ
とを特徴とするものである。本発明のもう一つの特徴に
よるマイクロレンズアレイは、平坦な表面１２ａを有す
るガラス基板１２の該平坦な表面１２ａから内部に多数
のマイクロレンズ１４を形成したマイクロレンズアレイ
であって、各マイクロレンズ１４が、所定の屈折率のガ
ラス基板中に形成され、該所定の屈折率より高い屈折率
を生ずるイオンの拡散した第１の領域１６、１８と、該
第１の域中の一部に形成され、該高屈折率より低い屈折
率を生ずるイオンの拡散した第２の領域１６とからなる
ことを特徴とするものである。これらのマイクロレンズ
アレイは液晶パネルの液晶を封入した基板及び液晶パネ
ルを使用した液晶表示装置に使用される。また、本発明
のマイクロレンズアレイの製造方法は、一様な所定の屈
折率を有するガラス基板を準備し、該所定の屈折率より
高い屈折率を生ずるイオンを該ガラス基板の表面の所定
の面積から拡散させて高屈折率領域を形成し、それか
ら、該高屈折率より低い屈折率を生ずるイオンを該高屈
折率領域の一部の表面から拡散させて低屈折率領域を形
成することを特徴とする。
アレイは、平坦な表面１２ａを有するガラス基板１２の
該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロレンズ１
４を形成したマイクロレンズアレイであって、各マイク
ロレンズ１４が、該ガラス基板の該平坦な表面に相当す
る位置から該平坦な表面に垂直な線に沿って進むにつれ
て、屈折率がピーク値へ向かって次第に高くなる部分１
６と、ピーク値から次第に低くなる部分１８とを含むこ
とを特徴とするものである。本発明のもう一つの特徴に
よるマイクロレンズアレイは、平坦な表面１２ａを有す
るガラス基板１２の該平坦な表面１２ａから内部に多数
のマイクロレンズ１４を形成したマイクロレンズアレイ
であって、各マイクロレンズ１４が、所定の屈折率のガ
ラス基板中に形成され、該所定の屈折率より高い屈折率
を生ずるイオンの拡散した第１の領域１６、１８と、該
第１の域中の一部に形成され、該高屈折率より低い屈折
率を生ずるイオンの拡散した第２の領域１６とからなる
ことを特徴とするものである。これらのマイクロレンズ
アレイは液晶パネルの液晶を封入した基板及び液晶パネ
ルを使用した液晶表示装置に使用される。また、本発明
のマイクロレンズアレイの製造方法は、一様な所定の屈
折率を有するガラス基板を準備し、該所定の屈折率より
高い屈折率を生ずるイオンを該ガラス基板の表面の所定
の面積から拡散させて高屈折率領域を形成し、それか
ら、該高屈折率より低い屈折率を生ずるイオンを該高屈
折率領域の一部の表面から拡散させて低屈折率領域を形
成することを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成においては、マイクロレンズアレイ
は、平坦な表面を有するガラス基板の内部に形成されて
いるので、上記したガラス基板の外側又は内側に設けた
場合の問題点を解消できる。さらに、各マイクロレンズ
の屈折率がピーク値へ次第に高くなりかつピーク値から
次第に低くなるようになっているので、入射光線を曲げ
た後でその曲がりを元に戻すように復元する作用があ
る。このため、例えば液晶パネルを出射する光線の角度
バラツキがなくなる。
は、平坦な表面を有するガラス基板の内部に形成されて
いるので、上記したガラス基板の外側又は内側に設けた
場合の問題点を解消できる。さらに、各マイクロレンズ
の屈折率がピーク値へ次第に高くなりかつピーク値から
次第に低くなるようになっているので、入射光線を曲げ
た後でその曲がりを元に戻すように復元する作用があ
る。このため、例えば液晶パネルを出射する光線の角度
バラツキがなくなる。
【００１１】
【実施例】図１及び図２において、本発明のマイクロレ
ンズアレイ１０は、平坦な表面１２ａを有するガラス基
板１２の該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロ
レンズ１４を形成したものである。ガラス基板１２の反
対側の表面１２ｂも平坦であって、表面１２ａと表面１
２ｂは平行である。
ンズアレイ１０は、平坦な表面１２ａを有するガラス基
板１２の該平坦な表面１２ａから内部に多数のマイクロ
レンズ１４を形成したものである。ガラス基板１２の反
対側の表面１２ｂも平坦であって、表面１２ａと表面１
２ｂは平行である。
【００１２】図１から図３に示されるように、各マイク
ロレンズ１４は、ガラス基板１２の平坦な表面１２ａに
相当する位置から該平坦な表面１２ａに垂直な線に沿っ
て進むにつれて、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６と、ピーク値Ｐから次第に低くなる部
分１８とを含む。ガラス基板１２の各マイクロレンズ１
４よりも表面１２ｂ側の部分２０はガラス基板１２の製
造時の屈折率と同じであり、全体的にほぼ一様である。
ロレンズ１４は、ガラス基板１２の平坦な表面１２ａに
相当する位置から該平坦な表面１２ａに垂直な線に沿っ
て進むにつれて、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６と、ピーク値Ｐから次第に低くなる部
分１８とを含む。ガラス基板１２の各マイクロレンズ１
４よりも表面１２ｂ側の部分２０はガラス基板１２の製
造時の屈折率と同じであり、全体的にほぼ一様である。
【００１３】また、このマイクロレンズアレイ１０は、
各マイクロレンズ１４が、所定の屈折率のガラス基板中
に形成され、該所定の屈折率より高い屈折率を生ずるイ
オンの拡散した第１の領域１６、１８と、該第１の域中
の一部に形成され、該高屈折率より低い屈折率を生ずる
イオンの拡散した第２の領域１６とからなる。すなわ
ち、実施例では、最初にイオンの拡散した第１の領域１
６、１８は、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に高く
なる部分１６と屈折率がピーク値Ｐから次第に低くなる
部分１８との合計の領域であり、後でイオンの拡散した
第２の領域１６は屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６に相当する。
各マイクロレンズ１４が、所定の屈折率のガラス基板中
に形成され、該所定の屈折率より高い屈折率を生ずるイ
オンの拡散した第１の領域１６、１８と、該第１の域中
の一部に形成され、該高屈折率より低い屈折率を生ずる
イオンの拡散した第２の領域１６とからなる。すなわ
ち、実施例では、最初にイオンの拡散した第１の領域１
６、１８は、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に高く
なる部分１６と屈折率がピーク値Ｐから次第に低くなる
部分１８との合計の領域であり、後でイオンの拡散した
第２の領域１６は屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６に相当する。
【００１４】図２は、このマイクロレンズアレイ１０を
設けたガラス基板１２に矢印で示されるように平行光線
が表面１２ｂに垂直に入射する場合を示している。前記
部分１６、１８は表面１２ａ側から見て定義したもので
ある。表面１２ｂ側から見ると、前記定義による屈折率
がピーク値Ｐから次第に低くなる部分１８では屈折率が
次第に高くなり、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６では屈折率が次第に低くなる。従っ
て、光線は、屈折率の一様な部分２０を通り、部分１８
に達すると光の屈折により光線の進路が次第に曲げら
れ、それから部分１６に達すると前の部分１８での光線
の曲がりを元に戻すように光線が曲がる。従って、例え
ば、表面１２ａの遮光物２４に向かって入射する光線２
２について見ると、光線２２は、部分１８で遮光物２４
から逸れるように曲げられて斜めに進むが、次の部分１
６において前の曲がりを復元するように曲げられ、ガラ
ス基板１２から出射するときには平行光線となってい
る。
設けたガラス基板１２に矢印で示されるように平行光線
が表面１２ｂに垂直に入射する場合を示している。前記
部分１６、１８は表面１２ａ側から見て定義したもので
ある。表面１２ｂ側から見ると、前記定義による屈折率
がピーク値Ｐから次第に低くなる部分１８では屈折率が
次第に高くなり、屈折率がピーク値Ｐへ向かって次第に
高くなる部分１６では屈折率が次第に低くなる。従っ
て、光線は、屈折率の一様な部分２０を通り、部分１８
に達すると光の屈折により光線の進路が次第に曲げら
れ、それから部分１６に達すると前の部分１８での光線
の曲がりを元に戻すように光線が曲がる。従って、例え
ば、表面１２ａの遮光物２４に向かって入射する光線２
２について見ると、光線２２は、部分１８で遮光物２４
から逸れるように曲げられて斜めに進むが、次の部分１
６において前の曲がりを復元するように曲げられ、ガラ
ス基板１２から出射するときには平行光線となってい
る。
【００１５】図４は、ガラス基板１２に設けたマイクロ
レンズアレイ１０の製造方法を示す図である。（Ａ）に
示されるように、最初に一様な屈折率を有するガラス基
板１２を準備し、表面１２ａにマスク２６を形成する。
マスク２６は作成したいマイクロレンズ１４の形状に応
じ、かつそのピッチに相当するピッチの開口部を有す
る。マスク２６はＣｒ、Ａｕ等のイオン交換率の低い金
属膜、又は安定な金属膜からなるのが望ましい。ガラス
は一般にＳｉＯ2 等の成分がアモルファスの編目構造を
形成している中に、１価又は２価のＮａ2 Ｏ、ＣａＯ等
の金属イオンが修飾酸化物として存在している。修飾酸
化物の金属イオンはそれぞれのイオン固有の電子分極率
をもち、その添加量に応じてガラス基板１２の屈折率が
定まる。特に、１価の金属イオンは高温になると拡散係
数及び移動度が大きくなり、編目構造中を動くようにな
る。実施例では、ガラス基板１２はＮａ2 Ｏを含み、よ
ってガラス基板１２はＮａイオンにより定まる一様な屈
折率を有するものである。
レンズアレイ１０の製造方法を示す図である。（Ａ）に
示されるように、最初に一様な屈折率を有するガラス基
板１２を準備し、表面１２ａにマスク２６を形成する。
マスク２６は作成したいマイクロレンズ１４の形状に応
じ、かつそのピッチに相当するピッチの開口部を有す
る。マスク２６はＣｒ、Ａｕ等のイオン交換率の低い金
属膜、又は安定な金属膜からなるのが望ましい。ガラス
は一般にＳｉＯ2 等の成分がアモルファスの編目構造を
形成している中に、１価又は２価のＮａ2 Ｏ、ＣａＯ等
の金属イオンが修飾酸化物として存在している。修飾酸
化物の金属イオンはそれぞれのイオン固有の電子分極率
をもち、その添加量に応じてガラス基板１２の屈折率が
定まる。特に、１価の金属イオンは高温になると拡散係
数及び移動度が大きくなり、編目構造中を動くようにな
る。実施例では、ガラス基板１２はＮａ2 Ｏを含み、よ
ってガラス基板１２はＮａイオンにより定まる一様な屈
折率を有するものである。
【００１６】次に（Ｂ）に示されるように、ガラス基板
１２の所定の屈折率より高い屈折率を生ずるイオンを該
ガラス基板１２の表面１２ａの所定の面積（マスク２６
の開口部）から拡散させて高屈折率領域を形成する。実
施例においては、自然拡散法によるイオン交換を利用し
ている。すなわち、ガラス基板１２の屈折率を定めるＮ
ａイオンより高い屈折率を生ずるＴｌイオンを含む硫酸
タリウム（Ｔｌ2 ＳＯ 4 ）の溶融塩を容器２８に準備
し、マスク２６をしたガラス基板１２の表面１２ａ側を
この溶融塩に接触させてイオン交換を行う。なお、本発
明は自然拡散法によるイオン交換に限定されるものでは
なく、例えば電界印加イオン交換により実施することも
できる。
１２の所定の屈折率より高い屈折率を生ずるイオンを該
ガラス基板１２の表面１２ａの所定の面積（マスク２６
の開口部）から拡散させて高屈折率領域を形成する。実
施例においては、自然拡散法によるイオン交換を利用し
ている。すなわち、ガラス基板１２の屈折率を定めるＮ
ａイオンより高い屈折率を生ずるＴｌイオンを含む硫酸
タリウム（Ｔｌ2 ＳＯ 4 ）の溶融塩を容器２８に準備
し、マスク２６をしたガラス基板１２の表面１２ａ側を
この溶融塩に接触させてイオン交換を行う。なお、本発
明は自然拡散法によるイオン交換に限定されるものでは
なく、例えば電界印加イオン交換により実施することも
できる。
【００１７】それによって、ガラス基板１２のＮａイオ
ンが外部に拡散し、Ｔｌイオンがガラス基板１２の内部
に拡散する。Ｔｌイオンが拡散したガラス基板１２の内
部の部分では屈折率が高くなる。ガラス基板１２の内部
のＴｌイオンの濃度はマスク２６の開口部の中心で最も
高く、深さ方向及び半径方向にいくに従って次第に減少
する。屈折率はＴｌイオンの濃度に比例するので、屈折
率は深さ方向及び半径方向にいくに従って次第に減少す
る。
ンが外部に拡散し、Ｔｌイオンがガラス基板１２の内部
に拡散する。Ｔｌイオンが拡散したガラス基板１２の内
部の部分では屈折率が高くなる。ガラス基板１２の内部
のＴｌイオンの濃度はマスク２６の開口部の中心で最も
高く、深さ方向及び半径方向にいくに従って次第に減少
する。屈折率はＴｌイオンの濃度に比例するので、屈折
率は深さ方向及び半径方向にいくに従って次第に減少す
る。
【００１８】そこで、（Ｃ）に示されるように、ガラス
基板１２を硫酸タリウム（Ｔｌ2 ＳＯ4 ）の溶融塩の容
器２８から取り出すと、表面１２ａから屈折率が次第に
減少する第１の領域１８、１６が形成される。それか
ら、（Ｄ）に示されるように、Ｔｌイオンにより生じる
屈折率より低い屈折率を生ずるイオン、例えばＮａイオ
ンを含む硫酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ4）の溶融塩を容
器３０に準備し、マスク２６をしたガラス基板１２の表
面１２ａ側をこの溶融塩に接触させて２回目のイオン交
換を行い、第１の領域１８、１６の一部の表面からＴｌ
イオンを外部に拡散させ、Ｎａイオンをガラス基板１２
の内部に拡散させる。
基板１２を硫酸タリウム（Ｔｌ2 ＳＯ4 ）の溶融塩の容
器２８から取り出すと、表面１２ａから屈折率が次第に
減少する第１の領域１８、１６が形成される。それか
ら、（Ｄ）に示されるように、Ｔｌイオンにより生じる
屈折率より低い屈折率を生ずるイオン、例えばＮａイオ
ンを含む硫酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ4）の溶融塩を容
器３０に準備し、マスク２６をしたガラス基板１２の表
面１２ａ側をこの溶融塩に接触させて２回目のイオン交
換を行い、第１の領域１８、１６の一部の表面からＴｌ
イオンを外部に拡散させ、Ｎａイオンをガラス基板１２
の内部に拡散させる。
【００１９】よって、（Ｅ）に示されるように、第１の
領域１８、１６の一部に第２の領域１６が形成される。
今度は、ガラス基板１２の内部のＮａイオンの濃度はマ
スク２６の開口部の中心で最も高くなり、深さ方向及び
半径方向にいくに従って２回目の拡散の効果は次第に減
少し、あるところから先は１回目の拡散の効果の方が優
勢となる。このようにして、屈折率が次第に高くなる部
分１６と、次第に低くなる部分１８とが形成される。
領域１８、１６の一部に第２の領域１６が形成される。
今度は、ガラス基板１２の内部のＮａイオンの濃度はマ
スク２６の開口部の中心で最も高くなり、深さ方向及び
半径方向にいくに従って２回目の拡散の効果は次第に減
少し、あるところから先は１回目の拡散の効果の方が優
勢となる。このようにして、屈折率が次第に高くなる部
分１６と、次第に低くなる部分１８とが形成される。
【００２０】さらに、（Ｆ）に示されるように、マスク
２６を除去し、マイクロレンズアレイ１０を形成した表
面に保護膜３２を形成する。保護膜３２は例えばＳｉＯ
2 やＳｉＮを蒸着することによって形成する。この保護
膜３２は、例えばこのマイクロレンズアレイ１０を形成
したガラス基板１２を液晶パネルの基板として使用する
ときに、この基板からイオン性物質が液晶中にしみだ
し、液晶の特性を低下させるのを防止するために有効で
ある。
２６を除去し、マイクロレンズアレイ１０を形成した表
面に保護膜３２を形成する。保護膜３２は例えばＳｉＯ
2 やＳｉＮを蒸着することによって形成する。この保護
膜３２は、例えばこのマイクロレンズアレイ１０を形成
したガラス基板１２を液晶パネルの基板として使用する
ときに、この基板からイオン性物質が液晶中にしみだ
し、液晶の特性を低下させるのを防止するために有効で
ある。
【００２１】図５は本発明を投写型液晶表示装置に適用
する例を示し、図６は図５の液晶パネルの詳細図であ
る。この液晶パネル４０は、マイクロレンズアレイ１０
を形成したガラス基板１２を使用している。液晶パネル
４０はガラス基板１２とガラス基板４２との間に液晶４
４を封入してなるものであり、これらのガラス基板１
２、４２の内面には図示しない電極及び配向膜が設けら
れる。さらに、この実施例においては、ガラス基板１２
の内面に遮光膜４６が設けられており、ガラス基板４２
の内面にはＴＦＴ４８が示されている。隣接するＴＦＴ
４８の間には画素電極が配置される。
する例を示し、図６は図５の液晶パネルの詳細図であ
る。この液晶パネル４０は、マイクロレンズアレイ１０
を形成したガラス基板１２を使用している。液晶パネル
４０はガラス基板１２とガラス基板４２との間に液晶４
４を封入してなるものであり、これらのガラス基板１
２、４２の内面には図示しない電極及び配向膜が設けら
れる。さらに、この実施例においては、ガラス基板１２
の内面に遮光膜４６が設けられており、ガラス基板４２
の内面にはＴＦＴ４８が示されている。隣接するＴＦＴ
４８の間には画素電極が配置される。
【００２２】図５の投写型液晶表示装置は、光源５０
と、集光レンズ５２と、液晶パネル４０と、投写レンズ
５４と、スクリーン５６とからなる。液晶パネル４０の
両側には偏光子（図示せず）が配置される。光源５０の
光線は集光レンズ５２で集光となって液晶パネル４０に
入射し、液晶パネル４０において光変調を受け、投写レ
ンズ５４からスクリーン５６に投写される。従って、液
晶パネル４０には角度をもった光線が入射し、且つ出射
する。
と、集光レンズ５２と、液晶パネル４０と、投写レンズ
５４と、スクリーン５６とからなる。液晶パネル４０の
両側には偏光子（図示せず）が配置される。光源５０の
光線は集光レンズ５２で集光となって液晶パネル４０に
入射し、液晶パネル４０において光変調を受け、投写レ
ンズ５４からスクリーン５６に投写される。従って、液
晶パネル４０には角度をもった光線が入射し、且つ出射
する。
【００２３】図６において、矢印で示されるように、液
晶パネル４０に角度をもった光線が入射する場合を示し
ている。この場合にも、光線は、屈折率の一様な部分２
０を通り、部分１８で遮光膜４６から逸れるように曲げ
られて斜めに進むが、次の部分１６において前の部分１
８での光線の曲がりを元に戻すように光線が曲がる。従
って、出射光線は入射光線と同じ角度となって投写レン
ズ６４に向かう。従って、この実施例でも、遮光膜４６
に向かって入射した光線を画素電極を通らせることがで
き、投写される画像の輝度を向上させることができる。
晶パネル４０に角度をもった光線が入射する場合を示し
ている。この場合にも、光線は、屈折率の一様な部分２
０を通り、部分１８で遮光膜４６から逸れるように曲げ
られて斜めに進むが、次の部分１６において前の部分１
８での光線の曲がりを元に戻すように光線が曲がる。従
って、出射光線は入射光線と同じ角度となって投写レン
ズ６４に向かう。従って、この実施例でも、遮光膜４６
に向かって入射した光線を画素電極を通らせることがで
き、投写される画像の輝度を向上させることができる。
【００２４】図７は、マイクロレンズアレイ１０を形成
したガラス基板１２を光出射側の基板とした液晶パネル
４０を示す図である。液晶パネル４０はガラス基板４２
とガラス基板１２との間に液晶４４を封入してなるもの
であり、これらのガラス基板１２、４２の内面には図示
しない電極及び配向膜が設けられる。さらに、この実施
例においては、ガラス基板４２の内面に遮光膜４６が設
けられており、ガラス基板１２の内面にはＴＦＴ４８が
示されている。隣接するＴＦＴ４８の間には画素電極が
配置される。
したガラス基板１２を光出射側の基板とした液晶パネル
４０を示す図である。液晶パネル４０はガラス基板４２
とガラス基板１２との間に液晶４４を封入してなるもの
であり、これらのガラス基板１２、４２の内面には図示
しない電極及び配向膜が設けられる。さらに、この実施
例においては、ガラス基板４２の内面に遮光膜４６が設
けられており、ガラス基板１２の内面にはＴＦＴ４８が
示されている。隣接するＴＦＴ４８の間には画素電極が
配置される。
【００２５】図７の構成では、入射光線は遮光膜４６の
開口部を通ってガラス基板１２に達し、マイクロレンズ
１４の部分１６で遮光膜４６の影になる方向へ曲げら
れ、それから部分１８で再び入射光線と平行な方向へ曲
げられる。従って、この実施例では、入射光線のうちで
直接に遮光膜４６に向かったものは利用できないが、遮
光膜４６の開口部を通って遮光膜４６の影になる方向へ
曲げられることによって、遮光膜４６の影のない映像を
形成することができる。すなわち、遮光膜４６があれば
通常は明るい画素点と画素点の間に暗い影ができるが、
本発明では光線の一部が遮光膜４６の影になる位置へ回
りこんでいるので、そのような影を減少し、表示品質
（映像品質）を向上させる事ができる。
開口部を通ってガラス基板１２に達し、マイクロレンズ
１４の部分１６で遮光膜４６の影になる方向へ曲げら
れ、それから部分１８で再び入射光線と平行な方向へ曲
げられる。従って、この実施例では、入射光線のうちで
直接に遮光膜４６に向かったものは利用できないが、遮
光膜４６の開口部を通って遮光膜４６の影になる方向へ
曲げられることによって、遮光膜４６の影のない映像を
形成することができる。すなわち、遮光膜４６があれば
通常は明るい画素点と画素点の間に暗い影ができるが、
本発明では光線の一部が遮光膜４６の影になる位置へ回
りこんでいるので、そのような影を減少し、表示品質
（映像品質）を向上させる事ができる。
【００２６】図８は、マイクロレンズアレイ１０を形成
したガラス基板１２を光入射側及び光出射側の両側の基
板とした液晶パネルの４０を示す図である。液晶パネル
４０はガラス基板１２とガラス基板１２との間に液晶４
４を封入してなるものであり、これらのガラス基板１
２、１２の内面には図示しない電極及び配向膜が設けら
れる。この実施例においては、光入射側となるガラス基
板４２の内面に遮光膜４６が設けられており、光出射側
となるガラス基板１２の内面にはＴＦＴ４８が示されて
いる。隣接するＴＦＴ４８の間には画素電極が配置され
る。
したガラス基板１２を光入射側及び光出射側の両側の基
板とした液晶パネルの４０を示す図である。液晶パネル
４０はガラス基板１２とガラス基板１２との間に液晶４
４を封入してなるものであり、これらのガラス基板１
２、１２の内面には図示しない電極及び配向膜が設けら
れる。この実施例においては、光入射側となるガラス基
板４２の内面に遮光膜４６が設けられており、光出射側
となるガラス基板１２の内面にはＴＦＴ４８が示されて
いる。隣接するＴＦＴ４８の間には画素電極が配置され
る。
【００２７】図８の構成では、図６を参照して説明した
ように光入射側のマイクロレンズアレイ１０により遮光
膜４６に向かって入射する光線を絞りこんで遮光膜４６
の開口部を通過させることができ、それから図７を参照
して説明したように光出射側のマイクロレンズアレイ１
０により光線を遮光膜４６の影になる位置へ回りこませ
て、そのような影を減少し、表示品質（又は映像品質）
を向上させる事ができる。
ように光入射側のマイクロレンズアレイ１０により遮光
膜４６に向かって入射する光線を絞りこんで遮光膜４６
の開口部を通過させることができ、それから図７を参照
して説明したように光出射側のマイクロレンズアレイ１
０により光線を遮光膜４６の影になる位置へ回りこませ
て、そのような影を減少し、表示品質（又は映像品質）
を向上させる事ができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルの開口率を増加することができ、それによっ
て画像の明るさを向上させ、かつ低消費電力化が可能と
なる。また、遮光部の影をなくすようにすることによ
り、映像品質の改善を図ることができ、液晶パネルの特
性向上に寄与するところが大きい。
液晶パネルの開口率を増加することができ、それによっ
て画像の明るさを向上させ、かつ低消費電力化が可能と
なる。また、遮光部の影をなくすようにすることによ
り、映像品質の改善を図ることができ、液晶パネルの特
性向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１のマイクロレンズの屈折率を示す図であ
る。
る。
【図４】図１のマイクロレンズアレイの製造工程を順番
に示す図である。
に示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す図である。
【図６】図５の液晶パネルの拡大図である。
【図７】液晶パネルの他の例を示す図である。
【図８】液晶パネルの他の例を示す図である。
１０…マイクロレンズアレイ １２…ガラス基板 １４…マイクロレンズ １６…屈折率が大きくなる部分 １８…屈折率が小さくなる部分 ４０…液晶パネル
Claims (7)
- 【請求項１】 平坦な表面（１２ａ）を有するガラス基
板（１２）の該平坦な表面（１２ａ）から内部に多数の
マイクロレンズ（１４）を形成したマイクロレンズアレ
イであって、各マイクロレンズ（１４）が、該ガラス基
板の該平坦な表面に相当する位置から該平坦な表面に垂
直な線に沿って進むにつれて、屈折率がピーク値へ向か
って次第に高くなる部分（１６）と、ピーク値から次第
に低くなる部分（１８）とを含むことを特徴とするマイ
クロレンズアレイ。 - 【請求項２】 平坦な表面（１２ａ）を有するガラス基
板（１２）の該平坦な表面（１２ａ）から内部に多数の
マイクロレンズ（１４）を形成したマイクロレンズアレ
イであって、各マイクロレンズ（１４）が、所定の屈折
率のガラス基板中に形成され、該所定の屈折率より高い
屈折率を生ずるイオンの拡散した第１の領域（１６、１
８）と、該第１の域中の一部に形成され、該高屈折率よ
り低い屈折率を生ずるイオンの拡散した第２の領域（１
６）とからなることを特徴とするマイクロレンズアレ
イ。 - 【請求項３】 ガラス基板の内部に多数のマイクロレン
ズを形成したマイクロレンズアレイの製造方法であっ
て、一様な所定の屈折率を有するガラス基板を準備し、
該所定の屈折率より高い屈折率を生ずるイオンを該ガラ
ス基板の表面の所定の面積から拡散させて高屈折率領域
を形成し、それから、該高屈折率より低い屈折率を生ず
るイオンを該高屈折率領域の一部の表面から拡散させて
低屈折率領域を形成することを特徴とするマイクロレン
ズアレイの製造方法。 - 【請求項４】 前記ガラス基板のマイクロレンズアレイ
を形成した側の表面に保護膜を形成することを特徴とす
る請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロレン
ズアレイ。 - 【請求項５】 前記マイクロレンズアレイを形成したガ
ラス基板を、液晶を封入した一対の基板からなる液晶パ
ネルの少なくとも一方の基板としたことを特徴とする請
求項４に記載の液晶パネル。 - 【請求項６】 前記マイクロレンズアレイのピッチと液
晶パネルの画素ピッチが等しいことを特徴とする請求項
５に記載の液晶パネル。 - 【請求項７】 前記マイクロレンズアレイのピッチと液
晶パネルの画素ピッチが、光線入射側においては画素ピ
ッチがマイクロレンズのピッチよりも小さく、光線出射
側においては画素ピッチがマイクロレンズのピッチより
も大きい、ことを特徴とする請求項５に記載の液晶パネ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041099A JPH05241002A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | マイクロレンズアレイとその製造方法及び液晶パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041099A JPH05241002A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | マイクロレンズアレイとその製造方法及び液晶パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241002A true JPH05241002A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12599034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041099A Withdrawn JPH05241002A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | マイクロレンズアレイとその製造方法及び液晶パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05241002A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10232388A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 液晶プロジェクター用の液晶デバイス及び液晶デバイス用の対向基板 |
| JP2004101856A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置 |
| JP2007226075A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 対向基板、液晶表示素子及び液晶プロジェクタ並びに対向基板製造方法 |
| JP2013057781A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、電気光学装置及び電子機器 |
| JP2014504371A (ja) * | 2010-10-18 | 2014-02-20 | クゥアルコム・メムス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 埋込みマイクロレンズアレイを有するディスプレイ |
| JP2015230427A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズアレイ基板、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
| JP2019040151A (ja) * | 2017-08-29 | 2019-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置用基板、電気光学装置、および電子機器 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4041099A patent/JPH05241002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10232388A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 液晶プロジェクター用の液晶デバイス及び液晶デバイス用の対向基板 |
| JP2004101856A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置 |
| JP2007226075A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 対向基板、液晶表示素子及び液晶プロジェクタ並びに対向基板製造方法 |
| JP2014504371A (ja) * | 2010-10-18 | 2014-02-20 | クゥアルコム・メムス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 埋込みマイクロレンズアレイを有するディスプレイ |
| JP2013057781A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、電気光学装置及び電子機器 |
| JP2015230427A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズアレイ基板、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
| JP2019040151A (ja) * | 2017-08-29 | 2019-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置用基板、電気光学装置、および電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |