JPH0643447A - 透過型液晶パネル、それを用いた投写型液晶表示装置、前記透過型液晶パネルに用いるマイクロレンチキュラーレンズアレイ及びマイクロレンズアレイ、並びに反射型液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロレンチキュラーレンズアレイを容易
に形成することが出来ると共に、より広い角度からの入
射光を集光透過させることが出来、実効的な開口率を大
幅に向上させることが出来る。 【構成】 第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ
２１は基板２０の一方の面に、第二のマイクロレンチキ
ュラーレンズアレイ３１は透明ガラス基板３０の一方の
面に、それぞれ成形または注型により形成されている。
基板２０は透過型液晶パネル本体５の表示面１０に接着
乃至密着され、透明ガラス基板３０は基板２０に、マイ
クロレンチキュラーレンズアレイの形成された面が互い
に対向し、レンズストライプが互いに直交するように、
密着または接着積層される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過型液晶パネル、そ
れを用いた投写型液晶表示装置、前記透過型液晶パネル
に用いるマイクロレンチキュラーレンズアレイ及びマイ
クロレンズアレイ、並びに反射型液晶パネルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各画素対応のマイクロレンズアレイと等
価なマイクロレンチキュラーレンズアレイを、透過型液
晶パネル本体の表示面に対向配置して成る透過型液晶パ
ネルとして、例えば、特開平１−１８７５０２号公報に
記載されたものがある。

【０００３】この既提案例では、図１２に示すように、
透明ガラス基板６０の一方の面に屈折率分布型の第一の
マイクロレンチキュラーレンズアレイ６１を形成し、ま
た、他方の面（即ち、反対の面）にもやはり屈折率分布
型の第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ６３
を、そのレンズストライプが第一のマイクロレンチキュ
ラーレンズアレイ６１のレンズストライプに対して直交
するように形成し、このようなマイクロレンチキュラー
レンズアレイの形成された透明ガラス基板６０を透過型
液晶パネル本体の表示面に対向配置して、マイクロレン
チキュラーレンズアレイ付きの透過型液晶パネルを得て
いた。

【０００４】一般に、透過型液晶パネルの画素ピッチは
約０．２mm以下と小さく、また、画素数は表示部面積に
もよるが約１００,０００画素以上の非常に多数となっ
ている。そのため、その画素に対応する高精度マイクロ
レンズを画素数分だけ形成した各画素対応のマイクロレ
ンズアレイを得ることは、製作技術上難しい面が多く、
また、得られたとしても非常に高価なものとなる。

【０００５】それに比べ、マイクロレンチキュラーレン
ズアレイは製作技術上、例えば、成形金型の製作におい
て各画素対応のマイクロレンズアレイを作るより容易で
あるため、前述の既提案例（特開平１−１８７５０２号
公報）によれば、その比較的容易な方法で、各画素対応
のマイクロレンズアレイと等価なマイクロレンチキュラ
ーレンズアレイを得ることが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の既提案例（特開
平１−１８７５０２号公報）では、マイクロレンチキュ
ラーレンズアレイを、透明ガラス基板を用いた屈折率分
布方式にて形成している。即ち、かかる方式の概要は、
透明ガラス基板中のアルカリイオンを部分的に他のアル
カリイオンと交換することにより、その透明ガラス基板
に屈折率分布を形成するものである。

【０００７】この方式によると、マイクロレンチキュラ
ーレンズの焦点距離を任意の値に設定することは難し
く、そのため、透過型液晶パネル本体の画素開口部で焦
点を結ぶマイクロクロスレンチキュラーレンズ（直交す
る１組のマイクロレンチキュラーレンズによって構成さ
れる、マイクロレンズと等価なレンズ）を得ることが出
来なくなる場合がある。

【０００８】このような場合、透過型液晶パネル本体の
ガラス基板の表面を研摩などによって削り、その厚さを
微妙に変更して、透過型液晶パネル本体の画素開口部で
焦点が結ばれるようにするか、或いは、画素開口部で焦
点が結ばれないままにして、光の透過性能を最高の性能
に対しある程度犠牲にした状態で使用するようにする
か、しなければならなかった。

【０００９】また、マイクロレンチキュラーレンズアレ
イを形成する透明ガラス基板の厚さとしては、そのレン
ズアレイ形成部の大きさが３インチ程度乃至それ以上の
場合、強度的な点、反りの低減等から考えて、約２mm以
上が必要である。また、このような厚さ約２mmの透明ガ
ラス基板の両面にマイクロレンチキュラーレンズアレイ
を形成し、一方の面から光を入れて他方の面側で集光ス
ポットを得る場合、一方の面に形成されるマイクロレン
チキュラーレンズアレイのレンズ（マイクロレンチキュ
ラーレンズ）の焦点距離と、他方の面に形成されるマイ
クロレンチキュラーレンズアレイのレンズ（マイクロレ
ンチキュラーレンズ）の焦点距離と、を透明ガラス基板
の厚さ（２mm）分だけ違える必要がある。

【００１０】しかし、一般に、マイクロレンチキュラー
レンズアレイのレンズ（マイクロレンチキュラーレン
ズ）のピッチは画素ピッチにほぼ等しく、約０．２mm以
下と考えられるから、厚さ２mmの透明ガラス基板の両面
に、上記のような焦点距離差のあるレンズ（マイクロレ
ンチキュラーレンズ）を有したマイクロレンチキュラー
レンズアレイを形成することは非常に困難となる。

【００１１】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであり、本発明の第一の目的は、マイクロ
レンチキュラーレンズの焦点距離を任意の値に容易に設
定することが出来、しかも、マイクロレンチキュラーレ
ンズアレイを容易に形成することが出来る液晶パネルを
提供することにある。

【００１２】また、本発明の第二の目的は、より広い角
度からの入射光を集光透過させることが出来、その実効
的な開口率を大幅に向上させることが出来る透過型液晶
パネル、または、その反射効率を大幅に向上させること
が出来る反射型液晶パネルを提供することにある。

【００１３】また、本発明の第三の目的は、マイクロレ
ンチキュラーレンズアレイまたは各画素対応のマイクロ
レンズアレイと液晶パネル本体との相互の位置合わせを
高精度、かつ、容易に行うことが出来る液晶パネルを提
供することにある。

【００１４】さらに、本発明の第四の目的は、投写画像
を高輝度化することが出来る投写型液晶表示装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、液晶パネル本体の各画素列と各々対応
する複数の、凸形状をなすマイクロレンチキュラーレン
ズを並べて構成される第一のマイクロレンチキュラーレ
ンズアレイと、前記液晶パネル本体の各画素行と各々対
応する複数の、凸形状をなすマイクロレンチキュラーレ
ンズを並べて構成される第二のマイクロレンチキュラー
レンズアレイと、を有し、前記第一及び第二のマイクロ
レンチキュラーレンズアレイを、互いのレンズストライ
プがほぼ直交し互いの凸形状が対向するよう、互いにほ
ぼ密着させつつ、前記液晶パネル本体の表示面に密接ま
たは近接して配置して構成した。

【００１６】また、液晶パネル本体のブラックマトリク
ス形成基板のほぼ中央部のブラックマトリクス内に位置
識別パターンを、もしくは、該基板の表示領域の外部周
辺にほぼ画素幅以下の線幅を有する位置識別パターン
を、または、ブラックマトリクス内と表示領域の外部周
辺の両者に位置識別パターンを形成した。

【００１７】また、第一のマイクロレンチキュラーレン
ズアレイ、第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ
のほぼ中央部もしくは周辺部、または、ほぼ中央部と周
辺部の両者に位置識別パターンを形成した。また、各画
素対応のマイクロレンズアレイのほぼ中央部もしくは周
辺部、または、ほぼ中央部と周辺部の両者に位置識別パ
ターンを形成した。

【００１８】

【作用】本発明では、前述したように、第一及び第二の
マイクロレンチキュラーレンズアレイを、互いのレンズ
ストライプがほぼ直交し互いの凸形状が対向するよう、
互いにほぼ密着させつつ、液晶パネル本体の表示面に密
接または近接して配置している。従って、前記第一及び
第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイは、従来の
ように屈折率分布方式でなく、成形または注型等により
形成されるので、マイクロレンチキュラーレンズの焦点
距離を任意の値に容易に設定することが出来る。また、
前記第一及び第二のマイクロレンチキュラーレンズアレ
イは、従来のように一枚の基板の両面に形成されるので
はなく、互いに異なる基板の一方の面にそれぞれ形成さ
れ、しかも、マイクロレンチキュラーレンズの焦点距離
は、前記第一及び第二のマイクロレンチキュラーレンズ
アレイでほぼ同一になるので、マイクロレンチキュラー
レンズアレイを従来に比べ容易に形成することが出来
る。

【００１９】また、上記したように、前記第一及び第二
のマイクロレンチキュラーレンズアレイは、従来のよう
に一枚の基板の両面に形成されるのではなく、互いに異
なる基板の一方の面にそれぞれ形成され、互いにほぼ密
着されるので、より広い角度からの入射光を集光透過さ
せることが出来、透過型液晶パネルにおいてはその実効
的な開口率を、反射型液晶パネルにおいてはその反射効
率を、それぞれ大幅に向上させることが出来る。従っ
て、かかる液晶パネルを投写型液晶表示装置に適用した
場合、投写画面を高輝度化することが出来る。

【００２０】また、液晶パネル本体のブラックマトリク
ス形成基板の前記した特定部分に位置識別パターンを形
成し、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ、第
二のマイクロレンチキュラーレンズアレイの前記した特
定部分に位置識別パターンを形成することにより、それ
ら三者の位置合わせを高精度、かつ、容易に行うことが
出来る。

【００２１】また、各画素対応のマイクロレンズアレイ
の前記した特定部分に形成した位置識別パターンを使用
して、該レンズアレイと液晶パネルの相互の位置合わせ
を高精度、かつ、容易に行うことが出来る。

【００２２】反射型液晶パネル本体の表示面に第一のマ
イクロレンチキュラーレンズアレイ、第二のマイクロレ
ンチキュラーレンズアレイを配置した場合も、反射面に
入射光を集中させることができ、高輝度反射画像を得る
ことができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は本発明の一実施例としての透過型液晶パネル
を示す斜視図、図２は図１の透過型液晶パネルを側面か
ら見て示した側面図、図３は図１の透過型液晶パネルを
分解して示した斜視図である。

【００２４】本実施例は、次のように構成されている。
即ち、図１乃至図３において、基板２０の一方の面に第
一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１を、透明
ガラス基板３０の一方の面に第二のマイクロレンチキュ
ラーレンズアレイ３１を、それぞれ、後述するような成
形または注型により形成する。そして、透過型液晶パネ
ル本体５の表示面１０に、第一のマイクロレンチキュラ
ーレンズアレイ２１を形成した基板２０を接着乃至密着
し、さらに、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレ
イ２１を形成した面に、第二のマイクロレンチキュラー
レンズアレイ３１を形成した透明ガラス基板３０を、マ
イクロレンチキュラーレンズアレイを形成した面が互い
に対向し、かつ、マイクロレンチキュラーレンズアレイ
のレンズストライプが互いに直交するように、密着また
は接着積層して、構成している。

【００２５】なお、このとき、第一のマイクロレンチキ
ュラーレンズアレイ２１のレンズストライプは表示面１
０の画素の横方向ストライプ（図示せず）に、第二のマ
イクロレンチキュラーレンズアレイ３１のレンズストラ
イプは画素の縦方向ストライプ（図示せず）に、それぞ
れ一致している。

【００２６】よって、第一及び第二のマイクロレンチキ
ュラーレンズアレイ２１、３１は、従来のように屈折率
分布方式でなく、成形または注型により形成されるの
で、マイクロレンチキュラーレンズの焦点距離を任意の
値に容易に設定することが出来る。また、第一及び第二
のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１、３１は、
従来のように一枚の基板の両面に形成されるのではな
く、互いに異なる基板の一方の面にそれぞれ形成される
ので、マイクロレンチキュラーレンズアレイを従来に比
べ容易に形成することが出来る。

【００２７】図４は図１の透過型液晶パネルにおけるマ
イクロクロスレンチキュラーレンズアレイによる集光作
用を説明するための説明図である。図４において、透明
ガラス基板３０の表面３２からの入射光（図示せず）
は、第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ３１に
よりＸ方向にのみ集光作用を受け、Ｙ方向には集光作用
を受けない。３３は、第二のマイクロレンチキュラーレ
ンズアレイ３１の形成された面側に得られる透過収束
光、即ち、第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ
３１によりＸ方向に集光された透過収束光を示してい
る。該透過収束光３３は第二のマイクロレンチキュラー
レンズアレイ３１を構成するマイクロレンチキュラーレ
ンズ個数分だけできる。

【００２８】また、第一のマイクロレンチキュラーレン
ズアレイ２１の形成された面からの入射光（図示せず）
は、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１に
よりＹ方向にのみ集光作用を受け、Ｘ方向には集光作用
を受けない。２３は、基板２０の裏面２２側に得られる
透過収束光、即ち、第一のマイクロレンチキュラーレン
ズアレイ２１によりＹ方向に集光された透過収束光を示
している。該透過収束光２３も第一のマイクロレンチキ
ュラーレンズアレイ２１を構成するマイクロレンチキュ
ラーレンズ個数分だけできる。

【００２９】従って、前述したように、第一のマイクロ
クロスレンチキュラーレンズアレイ２１のレンズストラ
イプと第二のマイクロクロスレンチキュラーレンズアレ
イ３１のレンズストライプとが直交するように配置する
と、表面３２から入射した光は、第二のマイクロレンチ
キュラーレンズアレイ３１によりＸ方向に集光された
後、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１に
よりＹ方向に集光されるため、裏面２２より出射する際
には、スポット状に集光された状態になる。

【００３０】図５は図１の透過型液晶パネルにおける一
画素相当部分の入射光の透過状況を説明するための説明
図である。前述したように、第一のマイクロクロスレン
チキュラーレンズアレイ２１のレンズストライプと第二
のマイクロクロスレンチキュラーレンズアレイ３１のレ
ンズストライプが直交するように配置されている場合、
当然のことながら、図５に示すように、第一のマイクロ
クロスレンチキュラーレンズアレイ２１を構成するマイ
クロレンチキュラーレンズ２４と第二のマイクロクロス
レンチキュラーレンズアレイ３１を構成するマイクロク
ロスレンチキュラーレンズ３４は直交して配置されるこ
とになり、これら１組のマイクロレンチキュラーレンズ
により、マイクロクロスレンチキュラーレンズが構成さ
れる。

【００３１】そこで、一画素相当部分の入射光３５が表
面３２より入射すると、その入射光３５は上記マイクロ
クロスレンチキュラーレンズ３４，２４により集光さ
れ、裏面２２よりスポット状になって、出射される。従
って、その収束位置が裏面２２から透過型液晶パネル本
体のガラス基板の厚みｔに相当する位置になるよう、マ
イクロクロスレンチキュラーレンズ３４，２４の焦点距
離を設定すれば、表面３２より入射した光３５は、ブラ
ックマトリクス４０に蹴られることなく、画素開口部４
５を透過することが出来、透過型液晶パネルの実効的な
開口率を向上させることが出来る。なお、４８は画素開
口部４５の透過光を示す。

【００３２】ところで、図１の透過型液晶パネルにおい
ては、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１
を基板２０の一方の面に形成し、その基板２０を透過型
液晶パネル本体の表示面１０に接着乃至密着していた
が、しかし、図６に示すように、第一のマイクロレンチ
キュラーレンズアレイ２１を透過型液晶パネル本体５の
表示面１０に成形または注型により直接形成することも
できる。

【００３３】図６は図１の透過型液晶パネルの一変形例
の要部を示す斜視図である。即ち、この変形例では、図
６に示すように、透過型液晶パネル本体５のガラス基板
１００の一方の面、即ち、表示面１０に、第一のマイク
ロレンチキュラーレンズアレイ２１を後述するような成
形または注型により透明なレジン２４にて直接形成し
て、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１と
ガラス基板１００を一体化している。

【００３４】なお、透過型液晶パネル本体５のガラス基
板１００の他方の面には、ブラックマトリクス４０が形
成されていると共に、その面は透過型液晶パネル本体５
の別のガラス基板１０１の一方の面と対向しており、両
者の間には液晶（図示せず）が充填されている。

【００３５】また、透明ガラス基板３０は、ガラス基板
１００とほぼ等しい熱膨張係数を持ち、その一方の面に
は、第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ３１が
同じく成形または注型により透明なレジン３４にて形成
されている。

【００３６】この様に構成することにより、第一のマイ
クロレンチキュラーレンズアレイ２１の厚みを、その第
一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１が形成さ
れる透過型液晶パネル本体５のガラス基板１００の厚み
に対し、約１／１０以下と非常に薄くすることが出来
る。

【００３７】一般に、透過型液晶パネルを投写型液晶表
示装置に用いた場合、透過型液晶パネルに入射する光
は、表示面１０に垂直な方向の光だけではなく、垂直な
方向に対してある角度を持った、即ち、ある程度広がっ
た光もあり、この広がった入射光をも透過型液晶パネル
を有効に透過させなければ、明るい画面は得られない。

【００３８】従って、この変形例では、前述したよう
に、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１の
厚みを非常に薄くすることができるので、図１に示した
如く、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレイ２１
を基板２０の一方の面に形成し、その厚みが厚いときに
比べ、より広い角度からの入射光を集光透過させること
が出来、透過型液晶パネルの実効的な開口率をより一層
向上させることが出来る。

【００３９】では、この図６に示す透過型液晶パネル
が、より広い角度からの入射光を集光透過させることが
出来ることについて、前述の既提案例（特開平１−１８
７５０２号公報）の透過型液晶パネルとの比較の上で説
明する。

【００４０】図７は図６の透過型液晶パネルを既提案例
の透過型液晶パネルとの比較の上で説明するための説明
図であり、（ａ）は図６に示した透過型液晶パネルの部
分断面を概略的に示した断面図であり、（ｂ）は既提案
例（特開平１−１８７５０２号公報）の透過型液晶パネ
ルの部分断面を概略的に示した断面図である。

【００４１】なお、図７では、説明の都合上、第一及び
第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイのレンズス
トライプは互いに平行となるよう描いてあるが、実際は
前述したように互い直交するよう配置されている。

【００４２】図７において、透過型液晶パネル本体のガ
ラス基板１００、画素開口部４５の大きさ、ブラックマ
トリクス４０など、透過型液晶パネル本体の部分は、
（ａ）、（ｂ）とも同一である。両者の違いは、前述し
たように、マイクロレンチキュラーレンズアレイの形成
位置にある。

【００４３】図７（ａ）に示すように、図６に示した透
過型液晶パネルでは、第一のマイクロレンチキュラーレ
ンズアレイ２１はガラス基板１００の一方の面（表示
面）に、第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイ３
１は透明ガラス基板３０の一方の面に、それぞれ形成さ
れ、互いに対向して配置されるので、第一のマイクロレ
ンチキュラーレンズアレイ２１と第二のマイクロレンチ
キュラーレンズアレイ３１は極めて近接させることが出
来る。

【００４４】これに対し、図７（ｂ）に示すように、既
提案例（特開平１−１８７５０２号公報）の透過型液晶
パネルでは、第一のマイクロレンチキュラーレンズアレ
イ６１は透明ガラス基板６０の一方の面に、第二のマイ
クロレンチキュラーレンズアレイ６３は透明ガラス基板
６０の他方の面に、それぞれ形成されるので、第一のマ
イクロレンチキュラーレンズアレイ６１と第二のマイク
ロレンチキュラーレンズアレイ６３は透明ガラス基板６
０の厚さ分の距離がある。

【００４５】ここで、マイクロレンチキュラーレンズア
レイ形成部から画素開口部４５までの距離を図７（ａ）
の場合と図７（ｂ）の場合で比べてみると、図７（ａ）
の場合は、ガラス基板１００の厚さｔと、マイクロレン
チキュラーレンズアレイ２１、３１形成部の厚さｔ１、
ｔ２と、の合計で厚さｔ+ｔ１+ｔ２であるのに対し、図
７（ｂ）の場合は、ガラス基板１００の厚さｔと、マイ
クロレンチキュラーレンズアレイ６１、６３の形成され
た透明ガラス基板６０の厚さｔ３と、の合計で厚さｔ+
ｔ３である。

【００４６】ここで、ガラス基板１００の厚さｔは、通
常約１mm程度に設定してある。この厚さｔに対して、図
７（ａ）におけるマイクロレンチキュラーレンズアレイ
２１、３１形成部の厚さｔ１、ｔ２は、通常無視できる
厚さとすることが出来る。例えば、透過型液晶パネルの
画素ピッチＰを約０．１５mm、画素開口部幅Ｗを約０．
１１mmとした場合、ｔ１、ｔ２をそれぞれ約０．０１５
mm程度とすれば、集光作用のあるマイクロレンチキュラ
ーレンズを形成することが出来、そのとき、ｔ１+ｔ２
でも約０．０３０mmとなり、ガラス基板１００の厚さｔ
の約１／３０となる。一方、図７（ｂ）における透明ガ
ラス基板６０の厚さｔ３は、強度の保持、撓み防止の観
点から、約２mm程度が必要である。

【００４７】ところで、透過型液晶パネルの画素開口部
４５内を透過できる光線の最大角度は、ガラス基板１０
０内において、tan^-1(（Ｐ+Ｗ)／(２Ｔ））（但し、Ｔ
= ｔ+ｔ１+ｔ２またはＴ = ｔ+ｔ３）である。

【００４８】従って、図７（ａ）の場合、前述の最大角
度θ１１は、θ１１＝ tan^-1(０．１３／(１+０．０
３)）＝７．２°となり、図７（ｂ）の場合、前述の最
大角度θ１２は、θ１２＝ tan^-1(０．１３／(１+２)）
＝２．５°となり、よって、前者は後者の約３倍とな
る。この結果、入射光の角度において、図７（ａ）の場
合における入射光の角度θ２１を図７（ｂ）の場合にお
ける入射光の角度θ２２の約３倍程度にすることが出来
る。よって、入射光の角度においても、図６に示す透過
型液晶パネルは、既提案例（特開平１−１８７５０２号
公報）の透過型液晶パネルに比べ、光広がり角が約３倍
程度の広い角度範囲の光を集光することが出来るので、
透過型液晶パネルの実効的な開口率を大幅に向上させる
ことが出来る。

【００４９】図８は図６の透過型液晶パネルを適用した
投写型液晶表示装置における光学系の一例を概略的に示
した構成図である。光源７０からの出射光線７１はコン
デンサレンズ７３により図６に示した透過型液晶パネル
７４に照射される。照射光線７２は、マイクロレンチキ
ュラーレンズアレイ３１、２１を透過する際、該レンズ
アレイ３１、２１により画素開口部（図示せず）内に集
光され、ブラックマトリクス（図示せず）に蹴られるこ
となく、透過型液晶パネル７４を透過する。透過光線７
５は投写レンズ７６により、スクリーン７７上に投写さ
れ、高輝度画像が得られる。

【００５０】ここで、照射光線７２が透過型液晶パネル
７４の表示面に対し垂直な方向のときは、画素ピッチと
マイクロレンチキュラーレンズアレイ３１、２１のレン
ズピッチは等しくて良いが、照射光線７２が多少なりと
も収束または発散しているときは、マイクロレンチキュ
ラーレンズアレイ３１、２１のレンズピッチを、その収
束角または発散角に対応したピッチとする必要がある。

【００５１】次に、図１に示した透過型液晶パネルにお
いて、透過型液晶パネル本体にマイクロレンチキュラー
レンズアレイの形成された透明ガラス基板を密着または
接着積層する際の、相互の位置合わせについて説明す
る。

【００５２】図９は図１における透過型液晶パネル本体
とマイクロレンチキュラーレンズアレイの形成された透
明ガラス基板との相互の位置合わせを説明するための説
明図であり、（ａ）は透過型液晶パネル本体を示す正面
図、（ｂ）はマイクロレンチキュラーレンズアレイの形
成された透明ガラス基板を示す正面図、（ｃ）は（ａ）
に示す透過型液晶パネル本体に（ｂ）に示す透明ガラス
基板を密着または接着積層した状態を示す正面図、であ
る。

【００５３】図９（ａ）において、８０は表示部、８
１、８２はそれぞれ無表示部であり、そのうち、８１は
表示部８０と段差なく同一面を形成している部分、８２
は駆動回路等が形成されている部分である。

【００５４】図９（ａ）に示す透過型液晶パネル本体
の、従来の透過型液晶パネルに対する相違は、無表示部
８１内と、表示部８０中のほぼ中央のブラックマトリク
ス（図示せず）内に、位置識別パターン８３、８４を設
けたことにある。位置識別パターン８３は少なくともほ
ぼ一画素幅より狭いパターン部分を有する図形からなる
マークであり、また、位置識別パターン８４はブラック
マトリクス幅より狭い幅の線からなるマークである。

【００５５】一方、図９（ｂ）に示すように、マイクロ
レンチキュラーレンズアレイの形成された透明ガラス基
板においても、周辺部８５と、レンズ形成部８６の略中
央部に、位置識別パターン８７、８８を設けている。

【００５６】従って、これら透過型液晶パネル本体の位
置識別パターン８３、８４と透明ガラス基板の位置識別
パターン８７、８８をそれぞれ精度良く形成し、顕微鏡
等によって両者を精度良く合わせることにより、図９
（ｃ）に示すように、透過型液晶パネル本体と透明ガラ
ス基板との位置を精度良く合わせることが出来る。

【００５７】図９（ｃ）の構成に、図９（ｂ）のマイク
ロレンチキュラーレンズアレイのレンズストライプと直
交するレンズストライプを有するマイクロレンチキュラ
ーレンズアレイの形成された基板を配置する際も、両者
マイクロレンチキュラーレンズアレイの形成された基板
に位置識別パターンを形成しておくことにより、それら
を精度良く合わせることが出来る。

【００５８】このような位置識別パターンによる位置合
わせを行うようにすれば、画素ピッチとマイクロレンチ
キュラーレンズのレンズピッチとが同一でない構造のと
きなどにおいても、それら両者を所定の位置に正確かつ
容易に合わせることが出来る。

【００５９】また、このとき、透過型液晶パネル本体の
ガラス基板、マイクロレンチキュラーレンズアレイの形
成された透明ガラス基板にそれぞれ設ける位置識別パタ
ーン８３、８４、８７、８８を、相互に対向する面にそ
れぞれ形成すると、位置合わせがさらに容易になる。即
ち、透過型液晶パネル本体のガラス基板の内面より外面
に、位置識別パターン８３、８４を形成した方が位置合
わせが容易になる。

【００６０】しかし、透過型液晶パネル本体のガラス基
板の内面、即ち、ブラックマトリクス等の形成面と同一
面に形成しても、平行光照明等を利用することにより位
置合わせは可能である。この具体的方法としては、透過
型液晶パネル本体のガラス基板の背面より平行光を照射
し、一方の位置識別パターンの影に他方の位置識別パタ
ーンの影を重ねる方法がある。

【００６１】なお、表示部８０、レンズ形成部８６に設
けられた位置識別パターン８４、８８が表示性能劣化を
来す場合は、それら位置識別パターン８４、８８を設け
ずに、位置識別パターン８３、８７だけ設けても、位置
合わせは可能である。

【００６２】ところで、このような透過型液晶パネル本
体とマイクロレンチキュラーレンズアレイの形成された
透明ガラス基板との相互の位置合わせは、図１に示した
透過型液晶パネルや図６に示した透過型液晶パネルだけ
に限らず、従来よりある各画素対応のマイクロレンズア
レイを有した透過型液晶パネルにも適応できる。そこ
で、このような透過型液晶パネルにおいて、透過型液晶
パネル本体に各画素対応のマイクロレンズアレイを形成
した基板（マイクロレンズアレイ形成基板）を密着また
は接着積層する際の、相互の位置合わせについて説明す
る。

【００６３】図１０は透過型液晶パネル本体とマイクロ
レンズアレイ形成基板との相互の位置合わせを説明する
ための説明図であり、透過型液晶パネル本体９５にマイ
クロレンズアレイ形成基板を密着または接着積層した状
態を示している。

【００６４】即ち、透過型液晶パネル本体９５の表示面
上に位置識別パターン９６を、各画素対応のマイクロレ
ンズアレイ９７を形成した基板の表面に位置識別パター
ン９８を、それぞれ設け、顕微鏡等によって両者を精度
良く合わせることにより、図１０に示すように、透過型
液晶パネル本体とマイクロレンズアレイ形成基板との位
置を精度良く合わせることが出来る。

【００６５】最後に、図６に示した透過型液晶パネルに
おいて、透過型液晶パネル本体の表示面に、マイクロレ
ンチキュラーレンズアレイを成形または注型により直接
形成する方法について説明する。

【００６６】図１１は図６における透過型液晶パネル本
体の表示面にマイクロレンチキュラーレンズアレイを成
形または注型により直接形成する方法を説明するための
説明図であり、（ａ）は透過型液晶パネル本体９０を示
す正面図、（ｂ）は金型９１を示す斜視図、（ｃ）は
（ａ）に示す透過型液晶パネル本体９０と（ｂ）に示す
金型９１を合わせた状態を示す側面図である。

【００６７】成形による方法では、まず、硬化反応後透
明になるレジン（図示せず）を透過型液晶パネル本体９
０と金型９１の間に挾み込み、透過型液晶パネル本体９
０に設けられた位置識別パターン９２を、金型９１に設
けられた位置識別パターン９３に合わせ固定する。その
後、加熱、または光９４の照射によりそのレジンを硬化
させ、透明なマイクロレンチキュラーレンズアレイを透
過型液晶パネル本体９０の表示面上に形成する。

【００６８】また、注型による方法では、透過型液晶パ
ネル本体９０と金型９１を合わせた後、その合わせ目に
前記レジンを注入し、加熱、または光９４の照射により
そのレジンを硬化させ、透明なマイクロレンチキュラー
レンズアレイを透過型液晶パネル本体９０の表示面上に
形成する。

【００６９】このように、透過型液晶パネル本体９０の
表示面にマイクロレンチキュラーレンズアレイを成形ま
たは注型により直接形成する際に、透過型液晶パネル本
体９０の他、金型９１にも位置識別パターンを設けてお
くことにより、液晶パネル本体９０と金型９１との正確
な位置合わせを容易に行うことが出来る。

【００７０】なお、マイクロレンチキュラーレンズアレ
イでなく、各画素対応のマイクロレンズアレイを透過型
液晶パネル本体の表示面に成形または注型により直接形
成する場合にも、同様にして、位置識別パターンを設け
ておくようにすれば、正確な位置合わせを行うことが出
来る。

【００７１】さて、以上の説明においては、液晶パネル
として透過型液晶パネルを例に挙げ説明したが、これに
限るものではなく、反射型液晶パネルでも同様の構成や
方法により、同様の効果が期待できる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第一
及び第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイを、互
いのレンズストライプがほぼ直交し互いの凸形状が対向
するよう、互いにほぼ密着させつつ、液晶パネル本体の
表示面に密接または近接して配置している。従って、第
一及び第二のマイクロレンチキュラーレンズアレイは、
従来のように屈折率分布方式でなく、成形または注型等
により形成されるので、マイクロレンチキュラーレンズ
の焦点距離を任意の値に容易に設定することが出来る。
また、第一及び第二のマイクロレンチキュラーレンズア
レイは、従来のように一枚の基板の両面に形成されるの
ではなく、互いに異なる基板の一方の面にそれぞれ形成
され、しかも、マイクロレンチキュラーレンズの焦点距
離は、第一及び第二のマイクロレンチキュラーレンズア
レイでほぼ同一になるので、マイクロレンチキュラーレ
ンズアレイを従来に比べ容易に形成することが出来る。

【００７３】また、上記したように、前記第一及び第二
のマイクロレンチキュラーレンズアレイは、従来のよう
に一枚の基板の両面に形成されるのではなく、互いに異
なる基板の一方の面にそれぞれ形成され、互いにほぼ密
着されるので、より広い角度からの入射光を集光透過さ
せることが出来る。従って、透過型液晶パネルにおいて
はその実効的な開口率を、反射型液晶パネルにおいては
その反射効率を、それぞれ大幅に向上させることが出
来、かかる液晶パネルを投写型液晶表示装置に適用した
場合は、投写画面を高輝度化することが出来る。

【００７４】また、液晶パネル本体の表示領域の外部周
辺等、そして、マイクロレンチキュラーレンズアレイの
周辺部等に、位置識別パターンを設けておくことによ
り、液晶パネル本体とマイクロレンチキュラーレンズア
レイとを正確に位置合わせすることが出来る。また、マ
イクロレンチキュラーレンズアレイを二つ重ね合わせる
場合も、それらに位置識別パターンを設けておくことに
より、両者の正確な位置合わせを容易に行うことが出来
る。

【００７５】さらに、マイクロレンチキュラーレンズア
レイではなく、各画素対応のマイクロレンズアレイを液
晶パネル本体の表示面に配置する場合も、そのマイクロ
レンズアレイの周辺部等に位置識別パターンを設けてお
くことにより、両者の正確な位置合わせを容易に行うこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての透過型液晶パネルを
示す斜視図である。

【図２】図１の透過型液晶パネルを側面から見て示した
側面図である。

【図３】図１の透過型液晶パネルを分解して示した斜視
図である。

【図４】図１の透過型液晶パネルにおけるマイクロクロ
スレンチキュラーレンズアレイによる集光作用を説明す
るための説明図である。

【図５】図１の透過型液晶パネルにおける一画素相当部
分の入射光の透過状況を説明するための説明図である。

【図６】図１の透過型液晶パネルの一変形例の要部を示
す斜視図である。

【図７】図６の透過型液晶パネルを既提案例の透過型液
晶パネルとの比較の上で説明するための説明図である。

【図８】図６の透過型液晶パネルを適用した投写型液晶
表示装置における光学系の一例を概略的に示した構成図
である。

【図９】図１における透過型液晶パネル本体とマイクロ
レンチキュラーレンズアレイの形成された透明ガラス基
板との相互の位置合わせを説明するための説明図であ
る。

【図１０】透過型液晶パネル本体とマイクロレンズアレ
イ形成基板との相互の位置合わせを説明するための説明
図である。

【図１１】図６における透過型液晶パネル本体の表示面
にマイクロレンチキュラーレンズアレイを成形または注
型により直接形成する方法を説明するための説明図であ
る。

【図１２】従来の透過型液晶パネルに用いられていたマ
イクロレンチキュラーレンズアレイの形成された透明ガ
ラス基板を示す斜視図である。

【符号の説明】

５、９０、９５…透過型液晶パネル本体、１０…表示
面、２０…基板、２１…第一のマイクロレンチキュラー
レンズアレイ、２４、３４…マイクロレンチキュラーレ
ンズ、３０…透明ガラス基板、３１…第二のマイクロレ
ンチキュラーレンズアレイ、３５…入射光、４０…ブラ
ックマトリクス、４５…画素開口部、４８…透過光、１
００、１０１…ガラス基板、８３、８４、８７、８８、
９２、９３…位置識別パターン、９１…金型。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過型液晶パネル本体の各画素列と各々
   対応する複数の、凸形状をなすマイクロレンチキュラー
   レンズを並べて構成される第一のマイクロレンチキュラ
   ーレンズアレイと、前記透過型液晶パネル本体の各画素
   行と各々対応する複数の、凸形状をなすマイクロレンチ
   キュラーレンズを並べて構成される第二のマイクロレン
   チキュラーレンズアレイと、を有し、前記第一及び第二
   のマイクロレンチキュラーレンズアレイを、互いのレン
   ズストライプがほぼ直交し互いの凸形状が対向するよ
   う、互いにほぼ密着させつつ、前記透過型液晶パネル本
   体の光源側の表示面に密接または近接して配置して成る
   ことを特徴とする透過型液晶パネル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の透過型液晶パネルにお
   いて、前記第一及び第二のマイクロレンチキュラーレン
   ズアレイの両者またはいずれか一方は、そのほぼ中央付
   近に、前記透過型液晶パネル本体のブラックマトリクス
   の幅以下の線幅を有する第一の位置識別パターンが形成
   されていることを特徴とする透過型液晶パネル。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の透過型液晶パネルにお
   いて、前記透過型液晶パネル本体は、画素が配置された
   有効表示領域内のほぼ中央付近の前記ブラックマトリク
   ス内に、該ブラックマトリクスの幅より狭いパターン部
   分を有する図形パターンから成る第二の位置識別パター
   ンが形成されていると共に、前記第一の位置識別パター
   ンと第二の位置識別パターンとが、ほぼ同一位置になっ
   ていることを特徴とする透過型液晶パネル。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の透過型液晶パネルにお
   いて、前記第一及び第二のマイクロレンチキュラーレン
   ズアレイの両者またはいずれか一方は、その周辺部分
   に、前記透過型液晶パネル本体のほぼ一画素の幅より狭
   い線パターンを含む図形パターンから成る第一の位置識
   別パターンが形成されていることを特徴とする透過型液
   晶パネル。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の透過型液晶パネルにお
   いて、前記透過型液晶パネル本体は、画素が配置された
   有効表示領域の外部周辺に、ほぼ一画素の幅より狭いパ
   ターン部分を有する図形パターンから成る第二の位置識
   別パターンが形成されていると共に、前記第一の位置識
   別パターンと第二の位置識別パターンとが、ほぼ同一位
   置になっていることを特徴とする透過型液晶パネル。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の透過型液晶パネルにお
   いて、前記第一及び第二のマイクロレンチキュラーレン
   ズアレイの両者またはいずれか一方は、そのほぼ中央付
   近に、前記透過型液晶パネル本体のブラックマトリクス
   の幅以下の線幅を有する位置識別パターンが形成されて
   いると共に、前記第一及び第二のマイクロレンチキュラ
   ーレンズアレイの両者またはいずれか一方は、その周辺
   部分に、前記透過型液晶パネル本体のほぼ一画素の幅よ
   り狭い線パターンを含む図形パターンから成る位置識別
   パターンが形成されていることを特徴とする透過型液晶
   パネル。
7. 【請求項７】 液晶層を保持する基板の一方をブラック
   マトリクス形成基板で構成してなる透過型液晶パネルに
   おいて、画素が配置された有効表示領域内のほぼ中央付
   近のブラックマトリクス内に、ブラックマトリクスの幅
   より狭いパターン部分を有する図形パターンから成る位
   置識別パターンが形成されていることを特徴とする透過
   型液晶パネル。
8. 【請求項８】 液晶層を保持する基板の一方をブラック
   マトリクス形成基板で構成して成る透過型液晶パネルに
   おいて、画素が配置された有効表示領域の外部周辺に、
   ほぼ一画素の幅より狭いパターン部分を有する図形パタ
   ーンから成る位置識別パターンが形成されていることを
   特徴とする透過型液晶パネル。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の透過型液晶パ
   ネルにおいて、前記位置識別パターンは、前記ブラック
   マトリクス形成基板のブラックマトリクス形成面と同一
   面に形成されていることを特徴とする透過型液晶パネ
   ル。
10. 【請求項１０】 請求項７または８に記載の透過型液晶
    パネルにおいて、前記位置識別パターンは、前記ブラッ
    クマトリクス形成基板のブラックマトリクス形成面の反
    対面に形成されていることを特徴とする透過型液晶パネ
    ル。
11. 【請求項１１】 複数のマイクロレンズを配列して構成
    されるマイクロレンズアレイを有し、該マイクロレンズ
    アレイを透過型液晶パネル本体の光源側の表示面に密接
    または近接して配置して成る透過型液晶パネルにおい
    て、前記マイクロレンズアレイは、そのほぼ中央部もし
    くは周辺部、またはそれら両部分に、第一の位置識別パ
    ターンが形成されていると共に、前記透過型液晶パネル
    本体は、そのほぼ中央部のブラックマトリクス内もしく
    は表示部外部周辺、またはそれら両部分に、第二の位置
    識別パターンが形成されていることを特徴とする透過型
    液晶パネル。
12. 【請求項１２】 光源、透過型液晶パネル、投写レンズ
    等から成る投写型液晶表示装置において、前記透過型液
    晶パネルとして、請求項１乃至１１のうちの任意の一つ
    に記載の透過型液晶パネルを使用したことを特徴とする
    投写型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 複数のマイクロレンチキュラーレンズ
    を並べて構成されるマイクロレンチキュラーレンズアレ
    イにおいて、そのほぼ中央部もしくは周辺部、またはそ
    れら両部分に、前記マイクロレンチキュラーレンズの幅
    に相当する幅から該マイクロレンチキュラーレンズの幅
    の約１／５０の幅までの範囲に含まれる線幅を有する位
    置識別パターンが形成されていることを特徴とするマイ
    クロレンチキュラーレンズアレイ。
14. 【請求項１４】 複数のマイクロレンズを配列して構成
    されるマイクロレンズアレイにおいて、そのほぼ中央部
    もしくは周辺部、またはそれら両部分に、前記マイクロ
    レンズの縦幅または横幅に相当する幅から該マイクロレ
    ンズの縦幅または横幅の約１／５０の幅までの範囲に含
    まれる線幅を有する位置識別パターンが形成されている
    ことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
15. 【請求項１５】 反射型液晶パネル本体の各画素列と各
    々対応する複数の、凸形状をなすマイクロレンチキュラ
    ーレンズを並べて構成される第一のマイクロレンチキュ
    ラーレンズアレイと、前記反射型液晶パネル本体の各画
    素行と各々対応する複数の、凸形状をなすマイクロレン
    チキュラーレンズを並べて構成される第二のマイクロレ
    ンチキュラーレンズアレイと、を有し、前記第一及び第
    二のマイクロレンチキュラーレンズアレイを、互いのレ
    ンズストライプがほぼ直交し互いの凸形状が対向するよ
    う、互いにほぼ密着させつつ、前記反射型液晶パネル本
    体の表示面に密接または近接して配置して成ることを特
    徴とする反射型液晶パネル。
16. 【請求項１６】 複数のマイクロレンズを配列して構成
    されるマイクロレンズアレイを有し、該マイクロレンズ
    アレイを反射型液晶パネル本体の表示面に密接または近
    接して配置して成る反射型液晶パネルにおいて、前記マ
    イクロレンズアレイは、そのほぼ中央部もしくは周辺
    部、またはそれら両部分に、第一の位置識別パターンが
    形成されていると共に、前記反射型液晶パネル本体は、
    そのほぼ中央部のブラックマトリクス内もしくは表示部
    外部周辺、またはそれら両部分に、第二の位置識別パタ
    ーンが形成されていることを特徴とする反射型液晶パネ
    ル。