JPH0990336A - Transmission type color liquid crystal display element - Google Patents

Transmission type color liquid crystal display element

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JPH0990336A
JPH0990336A JP7244229A JP24422995A JPH0990336A JP H0990336 A JPH0990336 A JP H0990336A JP 7244229 A JP7244229 A JP 7244229A JP 24422995 A JP24422995 A JP 24422995A JP H0990336 A JPH0990336 A JP H0990336A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
flat plate
crystal display
plate type
irradiation light
Prior art date
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Pending
Application number
JP7244229A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Hamanaka
賢二郎 浜中
Takashi Kishimoto
隆 岸本
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP7244229A priority Critical patent/JPH0990336A/en
Publication of JPH0990336A publication Critical patent/JPH0990336A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance brightness and to reduce the diameter of projecting lenses by combining flat plate type microlens arrays with a color liquid crystal display element of a transmission type. SOLUTION: The transmission type liquid crystal display element 1 is constituted by packing liquid crystals 5 into the spacing 4 between translucent panels 2 and 3. The translucent panel 2 existing on the incident side of irradiation light is constituted by laminating the first and second flat plate type microlens arrays 6, 7. The thicknesses of glass substrates 8, 11 are adjusted by polishing in order to match the focal lengths, etc., of these flat plate microlens arrays 6, 7 with set values. The formation of the lens parts 10, 13 of the flat plate type microlens arrays 6, 7 is executed by forming recessed parts 9, 12 by etching on the fire finish surfaces of the glass substrates 8, 11 and packing high- refractive index resins into these recessed parts 9, 12, thereby forming the lens parts 10, 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はテレビの画面やコン
ピュータの画面を拡大して表示する液晶プロジェクタや
プロジェクタテレビジョン(PTV)に組み込む透過型
カラー液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmissive color liquid crystal display device incorporated in a liquid crystal projector or a projector television (PTV) for enlarging and displaying a television screen or a computer screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】照射光源の明るさに応じて画面を明るく
できる液晶表示素子を用いたプロジェクタが、ブラウン
管方式のプロジェクタに代って用いられるようになって
きている。斯かる液晶表示素子として、画像を形成した
液晶層に照射光を入射せしめ、液晶層を透過した照射光
を光学系を介してスクリーンに投影する透過型の液晶表
示素子と反射型の液晶表示素子がある。
2. Description of the Related Art A projector using a liquid crystal display element capable of brightening a screen according to the brightness of an irradiation light source has come to be used instead of a cathode ray tube type projector. As such a liquid crystal display element, a transmissive liquid crystal display element and a reflective liquid crystal display element, in which irradiation light is incident on a liquid crystal layer on which an image is formed, and irradiation light transmitted through the liquid crystal layer is projected onto a screen through an optical system. There is.

【0003】また、カラー表示用のプロジェクタとして
は、3原色毎に液晶表示素子を使用する方式の他に、モ
ザイク状の3原色カラーフィルターを使用する単板式が
あり、更に従来の単板式では照射光の1/3しか利用さ
れないので、これを改善した技術として特開平4−60
538号公報に開示されるものがある。
Further, as a projector for color display, there is a single plate type using a mosaic-type three primary color filter in addition to a system using a liquid crystal display element for each of the three primary colors. Since only 1/3 of the light is used, as a technique improving this, Japanese Patent Laid-Open No. 4-60
There is one disclosed in Japanese Patent No. 538.

【0004】特開平4−60538号公報に開示される
プロジェクタは、図7及び図7の要部拡大図である図8
に示すように、白色光源100から発せられた照射光を
ダイクロイックミラー101にて赤(R)、青(B)、
緑(G)の3原色に分離し、分離された3原色光を異な
る角度で液晶表示素子102に入射せしめ、液晶表示素
子102から出射した光をフィールドレンズ103,投
影レンズ104を介してスクリーン105に投影する構
成となっている。
The projector disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-60538 is shown in FIG. 7 and FIG.
As shown in, the dichroic mirror 101 applies the irradiation light emitted from the white light source 100 to red (R), blue (B),
The green (G) three primary colors are separated, the separated three primary color lights are incident on the liquid crystal display element 102 at different angles, and the light emitted from the liquid crystal display element 102 is passed through the field lens 103 and the projection lens 104 to a screen 105. It is configured to project on.

【0005】液晶表示素子102はガラス基板106,
107の対向面に走査電極106a,信号電極107a
を形成するとともに、スペーサ108にて形成されるガ
ラス基板106,107間の隙間に液晶109を充填
し、更に照射光が入射する側のガラス基板106に平板
型マイクロレンズアレイ110を接合し、各照射光が信
号電極107a(画素電極)に集中するようにしてい
る。
The liquid crystal display element 102 includes a glass substrate 106,
The scanning electrode 106a and the signal electrode 107a are provided on the facing surface of 107.
Liquid crystal 109 is filled in the gap between the glass substrates 106 and 107 formed by the spacer 108, and the flat plate type microlens array 110 is bonded to the glass substrate 106 on the side where the irradiation light is incident. The irradiation light is focused on the signal electrode 107a (pixel electrode).

【0006】上述したように、平板型マイクロレンズア
レイ110を用いることで、照射光の殆どを透過せしめ
ることができるので、スクリーンに投影される像を明る
くすることができる。しかしながら、液晶表示素子10
2を出射する照射光の広がり角が大きくなるので、図9
に示すように投影レンズ104の径を大きくしなければ
ならず、光学系全体が大きくなる。
As described above, by using the flat plate type microlens array 110, most of the irradiation light can be transmitted, so that the image projected on the screen can be brightened. However, the liquid crystal display element 10
Since the divergence angle of the irradiation light that emits 2 becomes large, as shown in FIG.
As shown in (1), the diameter of the projection lens 104 must be increased, and the entire optical system becomes large.

【0007】平板型マイクロレンズアレイを用いても投
影レンズの径を抑えることができる提案が特開平5−3
41283号公報或いは特開平7−181487号公報
に開示されている。特開平5−341283号公報の内
容は図10に示すように、1枚のガラス基板の両面にレ
ンズ部111,112を形成したマイクロレンズアレイ
を使用し、第1のレンズ部111にて照射光を画素開口
部に集中させ、第2のレンズ部112にて出射光の主光
線を光軸に平行にするというものである。また、特開平
7−181487号公報の内容は1枚のガラス基板の両
側にそれぞれマイクロレンズアレイを接合するというも
のである。
There is a proposal that the diameter of the projection lens can be suppressed even if a flat plate type microlens array is used.
It is disclosed in Japanese Patent No. 41283 or Japanese Patent Laid-Open No. 181487/1995. As shown in FIG. 10, the contents of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-341283 use a microlens array in which lens portions 111 and 112 are formed on both surfaces of a single glass substrate, and irradiation light is emitted from the first lens portion 111. Are concentrated on the pixel opening, and the principal ray of the emitted light is made parallel to the optical axis by the second lens portion 112. Further, the content of Japanese Patent Laid-Open No. 181487/1995 is to bond a microlens array to both sides of one glass substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図10の両面
レンズを図7,8の光学系に適用しようとするとき、基
板106の厚みを、特定の角度傾いたR,Bの主光線
が、液晶パネルのR,Bに対応する画素電極107aに
入射するような値に設定する必要がある。多くの場合に
は、使用する液晶パネルによって画素ピッチが与えら
れ、また、投影レンズの口径や照明光学系のレイアウト
によってR,G,B各光線の傾き角が与えられた後、こ
れら両者の値に対応して基板106の厚みが決定され
る。即ち、基板106の厚みは、使用する液晶パネルと
照明系によって、様々な厚みをとりうるということであ
る。
When the double-sided lens shown in FIG. 10 is applied to the optical system shown in FIGS. 7 and 8, the thickness of the substrate 106 is adjusted so that the chief rays of R and B inclined at a specific angle. , It is necessary to set the values so as to enter the pixel electrodes 107a corresponding to R and B of the liquid crystal panel. In many cases, the pixel pitch is given by the liquid crystal panel used, and the tilt angles of the R, G, and B rays are given by the aperture of the projection lens and the layout of the illumination optical system, and then the values of these two values are given. The thickness of the substrate 106 is determined corresponding to. That is, the substrate 106 can have various thicknesses depending on the liquid crystal panel used and the illumination system.

【0009】一方、図10に示す両面レンズの製法とし
ては、図11に示すような方法が考えられる。ガラス基
板110(たとえばコーニング社#7059、#173
7、NHテクノグラス社NA45、NA35など)の一
面側に図に示すように、マスク113をかぶせて等方性
エッチングを行い、略半球状の凹部114を形成し、こ
の凹部114に高屈折率樹脂を充填してマイクロレンズ
アレイ111とし、次いで、上述したような理由から所
望の厚みになるようにガラス基板110を研磨し、さら
に研磨した面に前記と同様にしてエッチングによって凹
部を形成し、この凹部に高屈折率樹脂を充填してマイク
ロレンズアレイ112とする。
On the other hand, as a method of manufacturing the double-sided lens shown in FIG. 10, a method shown in FIG. 11 can be considered. Glass substrate 110 (for example, Corning # 7059, # 173)
7, NH Techno Glass Co. NA45, NA35, etc.) is covered with a mask 113 and isotropically etched as shown in the figure to form a substantially hemispherical recess 114, and the recess 114 has a high refractive index. The resin is filled to form the microlens array 111, and then the glass substrate 110 is polished to have a desired thickness for the reason described above, and the recessed portion is formed on the polished surface by etching in the same manner as described above. The concave portion is filled with a high refractive index resin to form the microlens array 112.

【0010】このとき、研磨された面の表面粗さが不十
分で、表面に微細な傷が残っていると、この傷に沿って
エッチングが進行して、図13に示すように凹部114
の形状が歪んでしまい、集光特性が劣化することにな
る。ガラス基板の厚みとしては上述のように様々な厚み
が必要になる一方、ガラス基板として供給される基板厚
みは、事実上1.1mm、0.7mmなどいくつかの特
定の厚みであり、これを所望の厚みにするためには、相
当量の研磨が必要となることが多く、いわゆるラッピン
グといった粗い砥粒と硬いパッドを用いた粗研磨で厚み
を調整する必要がでてくる。このような粗研磨のあと
に、エッチングして形状が歪まないようなレベルに仕上
げ研磨(ポリッシュ)するのは極めて困難であり、大幅
なコストアップになるといった問題がある。先の例で
は、一方の面にエッチングレンズを作製した後に、反対
面を研磨したが、はじめに両面を研磨して所望の厚みに
する場合も勿論同様の問題が生じる。したがって、図1
0に示すような両面レンズ構成は、実際には、極めて高
価なものになってしまう。また、1枚のガラス基板の両
側にそれぞれマイクロレンズアレイを接合する構造は、
全体の厚みが大きくなってしまう不利がある。
At this time, if the surface roughness of the polished surface is insufficient and fine scratches remain on the surface, etching proceeds along these scratches, and as shown in FIG.
Will be distorted and the light-collecting characteristics will deteriorate. While various thicknesses are required as the glass substrate as described above, the substrate thickness supplied as the glass substrate is actually some specific thickness such as 1.1 mm and 0.7 mm. In order to obtain a desired thickness, it is often necessary to polish a considerable amount, and it is necessary to adjust the thickness by rough polishing using coarse abrasive grains and a hard pad such as so-called lapping. After such rough polishing, it is extremely difficult to perform finish polishing (polishing) to a level at which the shape is not distorted by etching, and there is a problem that the cost is significantly increased. In the above example, the etching lens is formed on one surface, and then the opposite surface is polished. However, the same problem naturally occurs when both surfaces are polished to a desired thickness. Therefore, FIG.
A double-sided lens configuration such as that shown in 0 is, in practice, extremely expensive. In addition, the structure in which microlens arrays are bonded to both sides of one glass substrate is
It has the disadvantage of increasing the overall thickness.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、所謂透過型のカラー液晶表示素子の3原色毎
の照射光が入射する側の透光性パネルを第1及び第2の
平板型マイクロレンズアレイを積層して構成し、液晶層
から離れた第1の平板型マイクロレンズアレイには各照
射光を夫々に対応した各画素電極に集光させるレンズ部
を形成し、液晶層に近い第2の平板型マイクロレンズア
レイには各画素電極を透過する各照射光の主光線の方向
を光軸と略平行にするレンズ部を形成し、更に第1及び
第2の平板型マイクロレンズアレイはレンズ部形成面と
反対側面を研磨することで厚み調整がなされ、第1の平
板型マイクロレンズアレイのレンズ形成面と第2の平板
型マイクロレンズアレイの研磨面とを接合するようにし
た。
In order to solve the above problems, the present invention provides a translucent panel on the side on which the irradiation light of each of the three primary colors of a so-called transmissive color liquid crystal display element is incident. A flat plate type microlens array is formed by stacking, and a lens part for converging each irradiation light to each corresponding pixel electrode is formed in the first flat plate type microlens array separated from the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer is formed. The second flat microlens array close to is formed with a lens portion that makes the direction of the principal ray of each irradiation light passing through each pixel electrode substantially parallel to the optical axis, and further includes the first and second flat microlens arrays. The thickness of the lens array is adjusted by polishing the side opposite to the lens portion forming surface, so that the lens forming surface of the first flat plate type microlens array and the polishing surface of the second flat plate type microlens array are joined together. did.

【0012】これら3原色に対応した画素電極について
は直線状に繰り返し配列し、且つ1つのレンズ部の領域
内に3原色の各画素電極中心が収まるように配列するこ
とが好ましい。
It is preferable that the pixel electrodes corresponding to these three primary colors are repeatedly arranged linearly and that the centers of the respective pixel electrodes of the three primary colors are within the area of one lens portion.

【0013】尚、第1,第2の平板型マイクロレンズア
レイとも火造り面に対してエッチングにて凹部を形成
し、この凹部に高屈折率樹脂を充填することでレンズ部
とするのが好ましい。ここで、火造り面とは、ガラス基
板をフュージョン法等で製造するにあたり、溶融ガラス
を徐冷・成板した後の研磨していないそのままの表面を
いう。
It is preferable that both the first and second flat plate type microlens arrays are made into a lens portion by forming a concave portion on the fire-making surface by etching and filling the concave portion with a high refractive index resin. . Here, the fired surface refers to the unpolished surface of the molten glass that has been gradually cooled and plated when the glass substrate is manufactured by the fusion method or the like.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る
透過型液晶表示素子の断面図、図2は図1のA−A方向
矢視図、図3は図1の要部拡大断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a sectional view of a transmissive liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part of FIG.

【0015】透過型液晶表示素子1は透光性パネル2,
3の間の隙間4に液晶5を充填して構成され、照射光の
入射側に位置する透光性パネル2は第1及び第2の平板
型マイクロレンズアレイ6,7を積層して構成されてい
る。
The transmissive liquid crystal display element 1 is a translucent panel 2,
The transparent panel 2 located on the incident side of the irradiation light is formed by stacking the first and second flat plate type microlens arrays 6 and 7 on top of each other. ing.

【0016】即ち、透光性パネル2(平板型マイクロレ
ンズアレイ7)の表面にCr等のブラックマトリクス層
とITO等の透明導電膜が形成され、更にその上に配向
膜が設けられ、一方透光性パネル3の対抗面にはTFT
(薄膜トランジスタ)や画素電極が形成され、これら透
光性パネル2,3を組み合わせてセル組し、最後に液晶
を注入封止して液晶表示素子1が完成する。
That is, a black matrix layer of Cr or the like and a transparent conductive film of ITO or the like are formed on the surface of the translucent panel 2 (flat type microlens array 7), and an alignment film is further provided on the black matrix layer. TFT is provided on the opposite surface of the light-sensitive panel 3.
(Thin film transistor) and pixel electrodes are formed, these translucent panels 2 and 3 are combined to form a cell group, and finally liquid crystal is injected and sealed to complete the liquid crystal display element 1.

【0017】前記液晶5から離れた位置に設けられる第
1の平板型マイクロレンズアレイ6はガラス基板8の一
面にエッチングによって凹部9を形成し、この凹部9に
高屈折率樹脂を充填してレンズ部10となるようにして
いる。また、液晶5に近い位置に設けられる第2の平板
型マイクロレンズアレイ7もガラス基板11の一面にエ
ッチングによって凹部12を形成し、この凹部12に高
屈折率樹脂を充填してレンズ部13となるようにしてい
る。ここで、高屈折率樹脂としては、一般家電製品レベ
ルの耐候性をクリアすべきことはいうまでもなく、更
に、液晶表示素子作成工程の温度、即ち、透明導電膜成
膜、配向膜成膜、セル組の各工程の温度、約150〜2
00℃に耐えるものを選択する。
The first flat plate type microlens array 6 provided at a position apart from the liquid crystal 5 has a concave portion 9 formed on one surface of the glass substrate 8 by etching, and the concave portion 9 is filled with a high refractive index resin to form a lens. Part 10 is set. The second flat plate microlens array 7 provided near the liquid crystal 5 also has a concave portion 12 formed by etching on one surface of the glass substrate 11, and the concave portion 12 is filled with a high refractive index resin to form a lens portion 13. I am trying to become. Here, it goes without saying that the high-refractive-index resin should clear the weather resistance at the level of general household electrical appliances, and further, the temperature of the liquid crystal display element manufacturing process, that is, the transparent conductive film formation, the alignment film formation , Temperature of each process of cell set, about 150 to 2
Select one that can withstand 00 ° C.

【0018】また、第1及び第2の平板型マイクロレン
ズアレイ6,7のレンズ部10,13は互いに対応して
設けられ、更に図2に示すように、これらレンズ部1
0,13の1つの領域内に画素電極3aの中心が3角形
の頂点に位置するように均等に配列される。この配列に
あっては、図に点線で示すように赤(R)、青(B)、
緑(G)の各画素中心が複数のレンズ領域に亘って直線
状に配列されている。
The lens portions 10 and 13 of the first and second flat plate type microlens arrays 6 and 7 are provided corresponding to each other, and as shown in FIG.
In one region of 0 and 13, the pixel electrodes 3a are evenly arranged so that the centers of the pixel electrodes 3a are located at the vertices of the triangle. In this arrangement, as shown by the dotted line in the figure, red (R), blue (B),
The centers of the green (G) pixels are linearly arranged over a plurality of lens regions.

【0019】また、レンズ部と画素の配列については図
3に示すように、赤(R)、青(B)、緑(G)の各画
素を直線状に配列するとともに1つのレンズ部10,1
3内に収めるようにしてもよく、或いは図4に示すよう
にレンズ部の輪郭形状を六角でなく四角にしてもよい。
Regarding the arrangement of the lens portion and the pixels, as shown in FIG. 3, the red (R), blue (B), and green (G) pixels are linearly arranged and one lens portion 10, 1
3, or the contour shape of the lens portion may be square instead of hexagonal as shown in FIG.

【0020】更に、前記平板型マイクロレンズアレイ
6,7は焦点距離等を設定値に合せるべく研磨によって
ガラス基板8,11の厚みを調整している。そして、平
板型マイクロレンズアレイ6,7のレンズ部10,13
を形成するにあたっては、ガラス基板8,11の研磨を
行わない火造り面に対してエッチングにて凹部9,12
を形成し、この凹部9,12に高屈折率樹脂を充填する
ことでレンズ部10,13とする。ここで、凹部9,1
2の他に同時にエッチングにて外周溝等を形成し、この
外周溝で余分な高屈折率樹脂を受けるようにすれば、レ
ンズ部には余分な樹脂層が殆ど形成されず、レンズ表面
の平坦性が従来の2層構造のものと比べて大幅に向上
し、液晶表示素子を作成する上で極めて有効である。
Further, in the flat plate type microlens arrays 6 and 7, the thickness of the glass substrates 8 and 11 is adjusted by polishing so as to adjust the focal length and the like to a set value. The lens portions 10, 13 of the flat plate type microlens arrays 6, 7 are
In forming the pits, the glass substrates 8 and 11 are etched into the recessed portions 9 and 12 by etching on the non-polished fired surface.
Is formed, and the concave portions 9 and 12 are filled with a high refractive index resin to form the lens portions 10 and 13. Here, the recesses 9, 1
In addition to 2, an outer peripheral groove or the like is formed by etching at the same time, and if an extra high refractive index resin is received in this outer peripheral groove, an extra resin layer is hardly formed in the lens portion, and the lens surface is flattened. The property is significantly improved as compared with the conventional two-layer structure, which is extremely effective in producing a liquid crystal display element.

【0021】上記したように、火造り面(平滑面)に対
してエッチングにて凹部9,12を形成するため偏りの
ないマスクの開口形状に倣った凹部ができるが、凹部を
形成しない面は研磨したため図5に示すように微細な傷
(凹凸)14が残っている。しかしながら、図5のよう
に高屈折率樹脂で充填して使用するとき、研磨後の微細
傷を、液晶プロジェクタとして使用する範囲で、視認で
きない程度にすることは容易なことであり、エッチング
として要求される表面レベルと比較して極めて低コスト
な研磨グレードで足りる。
As described above, since the recesses 9 and 12 are formed by etching on the fire-polished surface (smooth surface), recesses are formed in conformity with the opening shape of the mask without unevenness. Due to the polishing, fine scratches (irregularities) 14 remain as shown in FIG. However, as shown in FIG. 5, when used by being filled with a high-refractive-index resin, it is easy to make fine scratches after polishing invisible to the extent used in a liquid crystal projector. Very low cost polishing grades are sufficient compared to the surface level used.

【0022】以下に、本発明に係る透過型液晶表示素子
の具体的寸法等について記す。 (例1) LCD画素ピッチ:30×90μm(90×90μmでRGB3
画素) LCD画素数 :2400×600(正方配列) LCD画面有効面積:72×54mm マイクロレンズ画素ピッチ:90×90μm(正方稠密アレ
イ) ガラス基板(8,11):無アルカリガラス、n=1.51 ガラス基板(8)厚み:0.7mm ガラス基板(11)厚み:0.66mm エッチング凹部の曲率半径:66μm(第1,第2レンズ
とも) 高屈折率樹脂の屈折率:n=1.66(第1,第2レン
ズとも) マイクロレンズ焦点距離:f=440(第1,第2レン
ズとも) (例2) LCD画素ピッチ:20×60μm(60×60μmでRGB3
画素) LCD画素数 :2400×600(正方配列) LCD画面有効面積:48×36mm マイクロレンズ画素ピッチ:60×60μm(正方稠密アレ
イ) ガラス基板(8,11):無アルカリガラス、n=1.51 ガラス基板(8)厚み:0.7mm ガラス基板(11)厚み:0.44mm エッチング凹部の曲率半径:44μm(第1,第2レンズ
とも) 高屈折率樹脂の屈折率:n=1.66(第1,第2レン
ズとも) マイクロレンズ焦点距離:f=296(第1,第2レン
ズとも)
Specific dimensions and the like of the transmissive liquid crystal display device according to the present invention will be described below. (Example 1) LCD pixel pitch: 30 × 90 μm (90 × 90 μm RGB3
Pixels) Number of LCD pixels: 2400 × 600 (square array) LCD screen effective area: 72 × 54 mm Microlens pixel pitch: 90 × 90 μm (square dense array) Glass substrate (8,11): non-alkali glass, n = 1. 51 Glass substrate (8) thickness: 0.7 mm Glass substrate (11) thickness: 0.66 mm Curvature radius of etching recess: 66 μm (both first and second lenses) Refractive index of high refractive index resin: n = 1.66 (first Microlens focal length: f = 440 (both first and second lenses) (Example 2) LCD pixel pitch: 20 × 60 μm (60 × 60 μm RGB3
Pixels) Number of LCD pixels: 2400 × 600 (square array) LCD screen effective area: 48 × 36 mm Microlens pixel pitch: 60 × 60 μm (square dense array) Glass substrate (8,11): non-alkali glass, n = 1. 51 Glass Substrate (8) Thickness: 0.7mm Glass Substrate (11) Thickness: 0.44mm Curvature Radius of Etching Recess: 44 μm (Both First and Second Lens) High Refractive Index Resin Refractive Index: n = 1.66 Microlens focal length: f = 296 (both first and second lens)

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
透過型液晶表示素子の照射光が入射する側の透光性パネ
ルを第1及び第2の平板型マイクロレンズアレイを積層
して構成し、液晶層から離れた第1の平板型マイクロレ
ンズアレイは照射光を各画素に集光させ、液晶層に近い
第2の平板型マイクロレンズアレイは主光線の方向を光
軸を略平行にするように設定したので、照射光の有効利
用と投影レンズ径を小さく抑えることができる。
According to the present invention as described above,
The transmissive panel of the transmissive liquid crystal display element on the side where the irradiation light is incident is constructed by laminating the first and second flat plate microlens arrays, and the first flat plate microlens array separated from the liquid crystal layer is The irradiation light is focused on each pixel, and the second flat plate type microlens array close to the liquid crystal layer is set so that the directions of the chief rays are substantially parallel to each other. Can be kept small.

【0024】且つ、このとき、第1のマイクロレンズア
レイと第2のマイクロレンズアレイの間の基板厚みを、
量産性よく、容易に所望の値に作製することが可能であ
り、低コストの2層マイクロレンズアレイが実現可能と
なる。
At this time, the thickness of the substrate between the first microlens array and the second microlens array is
It is possible to realize a low-cost two-layer microlens array, which can be easily mass-produced and can be easily manufactured to a desired value.

【0025】特に、単板式のカラー液晶プロジェクタの
うち、3原色ごとに角度を異ならせて入射せしめる形式
の透過型液晶表示素子については、入射光が光軸に対し
て角度をもって入射するのが前提となるので、出射光の
拡散角度が大きくなるが、本発明の透過型液晶表示素子
を用いることで、図6に示すようにR,G,Bの各光線
の光束が1点(図では分りやすくするため離している)
に集中し、投影レンズの径を小さくすることができ、極
めて有効である。
In particular, in a single-plate type color liquid crystal projector, for a transmissive liquid crystal display element of a type in which angles are made different for each of the three primary colors, incident light is assumed to be incident at an angle with respect to the optical axis. Therefore, the diffusion angle of the emitted light becomes large. However, by using the transmissive liquid crystal display element of the present invention, as shown in FIG. Separated for ease)
This is extremely effective because it can concentrate on the lens and reduce the diameter of the projection lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る透過型液晶表示素子の断面図FIG. 1 is a sectional view of a transmissive liquid crystal display element according to the present invention.

【図2】図1のA−A方向矢視図FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1;

【図3】レンズ部と画素の配列の別実施例を示す図2と
同様の図
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the arrangement of the lens portion and the pixels.

【図4】レンズ部と画素の配列の別実施例を示す図2と
同様の図
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the arrangement of the lens portion and the pixels.

【図5】図1の要部拡大断面図5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.

【図6】投影レンズ上でのR,G,B各光束の広がりを
示す図
FIG. 6 is a diagram showing the spread of R, G, and B light beams on the projection lens.

【図7】従来の単板式のカラー液晶プロジェクタの全体
FIG. 7 is an overall view of a conventional single-panel type color liquid crystal projector.

【図8】図7のプロジェクタに用いている液晶表示素子
の断面図
8 is a sectional view of a liquid crystal display element used in the projector of FIG.

【図9】投影レンズ上でのR,G,B各光束の広がりを
示す図
FIG. 9 is a diagram showing the spread of R, G, and B light beams on the projection lens.

【図10】1枚のガラス基板の両面にレンズを形成した
平板型マイクロレンズアレイを適用した従来の液晶表示
素子の断面図
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device to which a flat plate type microlens array in which lenses are formed on both surfaces of one glass substrate is applied.

【図11】ガラス基板の両面にレンズを形成する方法を
説明した図
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of forming lenses on both surfaces of a glass substrate.

【図12】図11と同様にガラス基板の両面にレンズを
形成する方法を説明した図
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of forming lenses on both surfaces of a glass substrate as in FIG. 11.

【図13】ガラス基板の両面にレンズを形成する場合の
問題点を指摘した図
FIG. 13 is a diagram pointing out problems when forming lenses on both surfaces of a glass substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…透過型液晶表示素子、2,3…透光性パネル、4…
隙間、5…液晶、6,7…平板型マイクロレンズアレ
イ、8,11…ガラス基板、9,12…凹部、10,1
3…レンズ部、14…研磨による微細な傷。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmissive liquid crystal display element, 2, 3 ... Translucent panel, 4 ...
Gap, 5 ... Liquid crystal, 6, 7 ... Flat plate type microlens array, 8, 11 ... Glass substrate, 9, 12 ... Recessed portion, 10, 1
3 ... Lens part, 14 ... Fine scratches due to polishing.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の透光性パネルの間に設けた液晶層
に一方の透光性パネル側から照射光を入射せしめ、画素
開口部を介して他方の透光性パネル側に照射光を出射せ
しめるようにした透過型カラー液晶表示素子において、
前記照射光が入射する側の透光性パネルは第1及び第2
の平板型マイクロレンズアレイを積層して構成され、液
晶層から離れた第1の平板型マイクロレンズアレイには
異なる波長域の照射光が異なる角度で入射するとともに
各照射光を夫々に対応した画素電極に集光させるレンズ
部が形成され、また、液晶層に近い第2の平板型マイク
ロレンズアレイには各画素電極を透過する各照射光の主
光線の方向を光軸と略平行にするレンズ部が形成され、
更に第1及び第2の平板型マイクロレンズアレイはレン
ズ部形成面と反対側面を研磨することで厚み調整がなさ
れ、第1の平板型マイクロレンズアレイのレンズ形成面
と第2の平板型マイクロレンズアレイの研磨面とが接合
されていることを特徴とする透過型カラー液晶表示素
子。
1. A liquid crystal layer provided between a pair of translucent panels is irradiated with irradiation light from one translucent panel side, and the irradiation light is irradiated to the other translucent panel side through a pixel opening. In a transmissive color liquid crystal display element that is adapted to emit light,
The translucent panel on the side where the irradiation light is incident has the first and second transmissive panels.
Of the flat plate type microlens array, the irradiation light beams of different wavelength regions are incident on the first flat plate type microlens array apart from the liquid crystal layer at different angles, and the pixels corresponding to the respective irradiation light beams are provided. A lens portion for condensing light is formed on the electrode, and a lens for making the direction of the principal ray of each irradiation light passing through each pixel electrode substantially parallel to the optical axis is formed in the second flat plate type microlens array near the liquid crystal layer. Part is formed,
Further, the thickness of the first and second flat plate type microlens arrays is adjusted by polishing the side surface opposite to the lens portion forming surface, and the lens forming surface of the first flat plate type microlens array and the second flat plate type microlens are adjusted. A transmissive color liquid crystal display device, characterized in that the polished surface of the array is bonded.
【請求項2】 請求項1に記載の透過型カラー液晶表示
素子において、前記異なる波長域の照射光とは3原色の
照射光であり、またこれら3原色に対応した画素電極は
直線状に繰り返し配列され、且つ1つのレンズ部の領域
内に3原色の各画素電極中心が収まるように配列されて
いることを特徴とする透過型カラー液晶表示素子。
2. The transmissive color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the irradiation light in the different wavelength ranges is irradiation light of three primary colors, and pixel electrodes corresponding to these three primary colors are linearly repeated. A transmissive color liquid crystal display element, which is arranged so that the centers of the respective pixel electrodes of the three primary colors fit within the area of one lens portion.
【請求項3】 請求項1に記載の透過型カラー液晶表示
素子において、前記平板型マイクロレンズアレイはガラ
ス基板の火造り面に対してエッチングにて凹部を形成
し、この凹部に高屈折率樹脂を充填することでレンズ部
としたことを特徴とする透過型カラー液晶表示素子。
3. The transmissive color liquid crystal display element according to claim 1, wherein the flat plate type microlens array has a recess formed by etching on a fired surface of a glass substrate, and the recess has a high refractive index resin. A transmissive color liquid crystal display device, characterized in that a lens portion is formed by filling the same.
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