JPH10253801A

JPH10253801A - 光学素子、液晶表示器及び液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JPH10253801A
Application number: JP9055126A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shinohara; 正幸篠原; Shigeru Aoyama; 茂青山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板と透明樹脂層を有し光学機能を達
成する光学素子を液晶表示器の一要素として用いる場合
に、耐薬品性を向上させること。【解決手段】ガラス基板８に透明樹脂層９，１０を形
成し、その間の境界面をランダムな拡散面とする。耐薬
品性の高い透明樹脂層１０によって他方の透明樹脂層９
を被うようにする。そしてその下面にカバーガラス１１
を設けて光学素子を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶等の空間変調素
子に用いられる光学素子、液晶表示器及び液晶プロジェ
クタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年小型ノートパソコンやビデオカメラ
等のマルチメディア商品が普及してきている。これらの
マルチメディア商品には薄く軽量のカラーディスプレイ
が用いられる。液晶表示器は薄く軽量の表示器である
が、通常バックライトを必要とし、バックライト用の光
源の消費電力が大きいという欠点があった。そのため液
晶表示器を反射型として外部の光源を利用することが考
えられている。液晶表示器を反射型とすればバックライ
ト光源をなくすることができ、より軽量化，薄型化が可
能であり、低消費電力化が実現できる。反射型液晶表示
器として、図８（ａ）に示すように２枚のガラス基板１
０１，１０２の間に液晶層１０３を設けた液晶表示器に
おいて、液晶層の下面の電極を反射電極１０４とする方
式が提案されている。又図８（ｂ）に示すように下方の
ガラス基板の下面に反射板１０５を設けた方式も提案さ
れている。尚１０６，１０７は偏光板である。

【０００３】プロジェクションテレビは図９（ａ）に示
すように正面からスクリーンＳに向かって光を投写し、
投写する方向から画像を鑑賞するフロント投写方式と、
図９（ｂ）に示すように一対のミラーＭ１，Ｍ２を用い
て背面からスクリーンに光を投写し、表面から画像を鑑
賞するリア投写方式とがある。このようなプロジェクシ
ョンテレビはプロジェクタ部分にＣＲＴや液晶が用いら
れる。図１０は液晶を用いた液晶プロジェクタ１１１の
構成を示す図である。フロント方式及びリア方式の相違
はミラーの有無だけであり、原理的な構成はいずれも同
一である。本図においてメタルハライドランプ等のラン
プ１１２はリフレクタ１１３の焦点位置に配置されてい
る。リフレクタ１１３は放物面鏡を持ち光を平行光とす
るものである。ランプ１１２，リフレクタ１１３から成
る光源１１４の前方には、インテグレータレンズ１１
５，フィールドレンズ１１６及びコンデンサレンズ１１
７が配置される。これらのレンズは液晶表示パネルを透
過する面内でほぼ光強度が均一となるように変換するも
のである。コンデンサレンズ１１７の前方には偏光板１
１９に挟まれた液晶表示パネル１１８が配置され、投写
レンズ１２０を介してスクリーン１２１上に光を投光す
るように構成されている。

【０００４】さてこのような構造の液晶プロジェクタ１
１１においては、ランプ１１２の光は後方へ出射され、
リフレクタ１１３で反射されてほぼコリメート光とな
り、インテグレータレンズ１１５に入射する。インテグ
レータレンズ１１５に入射する光の強度分布は図１１
（ａ）に示すように光軸上で最大となり、光軸から外れ
るに従って急速に減少している。インテグレータレンズ
１１５は図１２に示す側面図では３つの凸レンズ１１５
ａ，１１５ｂ，１１５ｃから成り、夫々の焦点位置より
後方に光軸と垂直にフィールドレンズ１１６が配置され
る。フィールドレンズ１１６と光軸を一致させてコンデ
ンサレンズ１１７を配置する。コンデンサレンズ１１７
の焦点距離をｆ₇とすると、その焦点よりやや後方にフ
ィールドレンズ１１６を配置する。このためインテグレ
ータレンズ１１５の各レンズ１１５ａ，１１５ｂ，１１
５ｃの領域を通過した光は、フィールドレンズ１１６の
手前の所定の位置、図中では３ヵ所Ａ，Ｂ，Ｃで集光さ
れた後、発散光としてフィールドレンズ１１６に入射
し、フィールドレンズ１１６を介してコンデンサレンズ
１１７の全体に照射される。そしてインテグレータレン
ズ５の各凸レンズ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを通過
した光強度の異なる光線がコンデンサレンズ１１７の位
置で合成されるため、図１１（ｂ）に示すような強度分
布となり、その合成光として図１１（ｃ）に示す強度分
布の光が得られる。そしてコンデンサレンズ１１７でコ
リメートされた光線は偏光板１１９を介して液晶表示パ
ネル１１８に照射され、液晶表示パネル１１８により生
成された画像がスクリーン１２１上に投射される。この
ようにほぼ均一な光強度分布を有する光線に変換した
後、液晶表示パネルに入射すると、投写画像の輝度分布
を一様にすることができる。

【０００５】一方図１３は輝度を向上させるためにマイ
クロレンズアレイ１３１を用いた従来例による液晶表示
パネル１４１を示している。このマイクロレンズアレイ
は微細な凸レンズ１３２をマトリックス状に配列したも
のであり、液晶表示パネル１４１の各画素にマイクロレ
ンズアレイ１３１のレンズを対向させたものである。液
晶表示パネル１４１は、ＴＦＴ１４２を駆動するための
配線が設けられている格子状のブラックマトリックス領
域１４３や透明電極１４４が形成されたガラス基板１４
５と、共通全面電極が形成されたガラス基板１４６との
間に液晶材料１４７を封止したものである。ブラックマ
トリックス領域１４３によって囲まれた透明電極１４４
の部分が画素開口１４８となっており、マイクロレンズ
アレイ１３１の各レンズ１３２は夫々液晶表示パネル１
４１の各画素開口１４８に対向するように配置されてい
る。

【０００６】マイクロレンズアレイ１３１を用いない場
合には、図１４（ａ）に示すように液晶表示パネルに入
射した光線の一部はブラックマトリックス領域１４３に
よって遮光されるため、光の利用効率が低下し、画像表
示装置の輝度が低下する。これに対してマイクロレンズ
アレイ１３１を用いると、図１４（ｂ）に示すようにマ
イクロレンズアレイ１３１の各レンズ１３２に入射した
光線は液晶表示パネルの各画素開口１４８内に集光さ
れ、画素開口１４８を透過できることとなる。このよう
にマイクロレンズアレイ１３１を利用することによって
光の利用効率が向上し、画像表示装置の輝度を高くする
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような反
射型液晶表示器においては、図１５（ａ）に示すように
光源の反射光が画像に移り込み画像が見えにくくなると
いう欠点がある。そこで移り込みを防止するために、図
１５（ｂ）に示すようにガラス基板の表面に光を拡散さ
せるためのディフューザ１０８を配置することが考えら
れている。このようなディフューザ１０８としては、例
えば拡散板，回折格子，プリズムアレイ等が考えられ
る。しかしディフューザを配置すると、液晶により表示
する画像もぼけてしまうため解像度が低下するという欠
点があった。

【０００８】又液晶層の下面の反射層である金属の反射
電極に凹凸を形成するという方法も考えられる。しかし
金属反射電極に大きな凹凸を付けることは難しく、金属
反射電極のパターニングが難しくなるという欠点があっ
た。更に金属反射電極の厚みのむらによって液晶の特性
に影響が及ぶという問題点もあった。

【０００９】又前述した液晶プロジェクタにおいて、光
源として用いられているメタルハライドランプは完全な
点光源ではなく、しかも輝度を上げるとその形状が大き
くなる。特に発光部はランプの太さに比べて長く、輝度
を上げようとすれば発光部の長さも長くする必要があ
り、広がり角が増加してしまうという欠点があった。そ
のため図１４に示すようにマイクロレンズアレイを用い
て光を集光して画素開口を通過させようとしても、光源
からの光の広がりのため光を十分絞ることができない。
例えば図１６に示すようにマイクロレンズアレイ１３１
に入射する光の広がり角が±Δθであれば、マイクロレ
ンズアレイ１３１と画素開口１４８との距離をＬ１とす
ると、画素開口での光のスポットＷは次式で示される。Ｗ＝２Δθ・Ｌ１従ってＷが液晶表示パネルの実際の画素開口以上となれ
ば、その開口の周辺で遮光される光が多くなり、光の利
用効率が低下してしまうという欠点があった。光源の広
がりによる光のスポットＷを小さくしようとすれば、レ
ンズアレイと開口との間隔Ｌ１を小さくする必要がある
が、ガラス板はプロセス上あまり薄くすることができ
ず、Ｌ１を小さくするにも限界があるという欠点があっ
た。

【００１０】又液晶表示器は形状が小さいほど量産性が
増すため、小型化が進んでおり、又同時に高解像度化が
進んでおり、画素数が増大している。これらの要因から
各画素は小型化が進み、開口が小さくなっている。従っ
て光源の広がり角による影響が大きくなり、画素開口の
位置で光のスポットが開口より大きくなるとレンズアレ
イの効果が小さくなってしまうという問題点があった。

【００１１】本願の請求項１〜５，１０，１１の発明は
このような従来の問題点に着目してなされたものであっ
て、ガラス基板に光を集光又は拡散するための樹脂層を
形成し、液晶表示器に用いることができるようにするこ
とを目的とする。

【００１２】本願の請求項１〜９の発明はこのような反
射型の液晶表示器の問題点に着目してなされたものであ
って、光源の像をぼかすと共に液晶表示器の画像がぼけ
ないようにして解像度を確保することを目的とする。

【００１３】更に本願の請求項１２の発明は、光の利用
効率を向上させ小型化できる液晶プロジェクタを提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、ガラス基板と、前記ガラス基板の一方の面に形成さ
れた少なくとも２層の樹脂層と、前記樹脂層を被う透明
板と、を有し、前記樹脂層のうち耐薬品性の高い樹脂に
よって他の樹脂層の周囲を被うように構成したことを特
徴とするものである。

【００１５】本願の請求項２の発明は、ガラス基板と、
透明板と、前記ガラス基板及び透明以下の間に挟み込ん
で形成された少なくとも２層の樹脂層と、を有し、前記
樹脂層のうちの１層は他の樹脂層の周囲を被うように形
成され、他の樹脂層と接する面を平面としたことを特徴
とするものである。

【００１６】本願の請求項３の発明では、前記樹脂層
は、互いに屈折率が異なる複数の樹脂層から成り、その
境界層には凹凸パターンを形成したことを特徴とするも
のである。

【００１７】本願の請求項４の発明は、前記ガラス基板
及び前記透明板のいずれか一方の前記樹脂層と接する面
に凹凸パターンを形成したことを特徴とするものであ
る。

【００１８】本願の請求項５の発明では、前記凹凸パタ
ーンは、マイクロレンズアレイであることを特徴とする
ものである。

【００１９】本願の請求項６の発明では、前記凹凸パタ
ーンは、回折格子であることを特徴とするものである。

【００２０】本願の請求項７の発明では、前記凹凸パタ
ーンは、プリズムアレイであることを特徴とするもので
ある。

【００２１】本願の請求項８の発明では、前記凹凸パタ
ーンは、ランダム形状の拡散パターンであることを特徴
とするものである。

【００２２】本願の請求項９の発明は、下側ガラス基板
と、前記下側ガラス基板の上面に設けられた反射金属電
極と、請求項１〜８のいずれか１項記載の光学素子と、
前記光学素子の下面に形成された透明電極と、前記下側
ガラス基板の反射金属電極及び前記透明電極の間に封止
された液晶と、具備することを特徴とするものである。

【００２３】本願の請求項１０の発明は、下側ガラス基
板と、前記下側ガラス基板の上面に設けられた第１の透
明電極と、請求項５項記載の光学素子と、前記光学素子
の下面に形成された第２の透明電極と、前記第１，第２
の透明電極間に封止された液晶と、を有し、前記光学素
子は、複数のマイクロレンズを液晶の画素に対応させて
配置し、前記液晶の各画素開口に前記集光した光を透過
させるようにしたことを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項１１の発明は、請求項５記載
の第１，第２の光学素子と、前記第１の光学素子の上面
に設けられた第１の透明電極と、前記第２の光学素子の
下面に形成された第２の透明電極と、前記第１，第２の
光学素子の間に封止された液晶と、を有し、前記第１，
第２の光学素子は、複数のマイクロレンズを液晶の画素
に対応させて配置したことを特徴とするものである。

【００２５】本願の請求項１２の発明は、コリメートさ
れた光を出射する光源と、前記コリメートされた光が入
射される前記請求項１０又は１１記載の液晶表示器と、
前記液晶表示器の出射側に配置され、透過光をスクリー
ンに投影する投写レンズと、を有することを特徴とする
ものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
による光学素子及びそれを用いた反射型の液晶表示器１
の断面図である。本図に示すように下側のガラス基板２
の上面には図示のようにＴＦＴを構成する金属電極３が
形成されている。金属電極３は入射した光を反射させる
反射金属電極である。又この電極上に液晶４の層を介し
て透明電極５及び画素の色彩に応じたカラーフィルタ６
が所定のピッチで形成される。更に平板ディフューザ７
がカラーフィルタ６の上面に形成される。平板ディフュ
ーザ７は上側ガラス基板８と後述するように光の拡散機
能を有する透明樹脂層９及び１０、カバーガラス１１に
より構成された光学素子である。透明樹脂層９，１０は
屈折率の異なる樹脂層から成り、その接合面に図示のよ
うにランダムな凹凸を拡散面として形成しておくものと
する。そしてこの平板ディフューザ７の上面に偏光板１
２及び反射防止膜１３が形成されている。尚カバーガラ
ス１１はその面が平坦な透明板であれば足りる。

【００２７】ここで上側ガラス基板８は例えば７００μ
ｍ以上の厚さを有し、カバーガラス１１はガラス基板８
に比べて十分薄く、例えば３０〜５０μｍである。又透
明樹脂層９及び１０は５〜２０μｍであるため、これら
の透明樹脂で形成される光の拡散面を液晶４に十分近づ
けることができる。カバーガラス１１は液晶側の下面を
平坦にし、カラーフィルタ６を容易に接着するための層
である。こうすれば液晶側の表面はカバーガラス１１に
よって平坦となり、しかも液晶の近傍でマイクロレンズ
を構成することができる。このような構成により光源の
光を金属電極３によって反射させ、液晶４を通過した光
を拡散させることができる。一方１画素は２００〜５０
０μｍの大きさがあり、これに対して拡散層から画素ま
での距離は数１０μｍであることから実質的に画像のぼ
けがほとんど生じることがない。

【００２８】次に平板ディフューザ７の製造プロセスに
ついて図２を用いて説明する。まず図２（ａ）に示すよ
うに平板ディフューザ７の製造時には、スタンパ２１の
上面に紫外線硬化樹脂２２を所定量注入する。スタンパ
２１は上面にランダムな凹凸のパターンを有する一定の
大きさの金型であり、注入した紫外線硬化樹脂２２の上
部から図２（ｂ）に示すようにガラス基板８を押圧す
る。そして紫外線を照射することによって紫外線硬化樹
脂２２を硬化させて、第１の透明樹脂層９を形成する。
この状態でスタンパ２１を取外し、更に図２（ｃ）に示
すようにカバーガラス１１の上面に紫外線硬化樹脂２２
とは屈折率を異ならせた紫外線硬化樹脂２３を所定量注
入する。ここでは透明樹脂層９の屈折率を高く、透明樹
脂層１０の屈折率を低くする。そして図２（ｄ）に示す
ようにカバーガラス１１にガラス基板８と紫外線硬化樹
脂２２を一体化したものを押圧する。そして紫外線を照
射することによって硬化させ、第２の透明樹脂層１０を
形成する。ここで紫外線硬化樹脂の屈折率は１．３５〜
１．６０程度のものが用いられる。

【００２９】透明樹脂層９，１０は屈折率を異ならせて
おく必要があり、しかも液晶表示器の製造時に耐薬品性
が要求される。従って双方の透明樹脂層９，１０を耐薬
品性が高く、しかも屈折率の異なる材料とすることは難
しいため、いずれか一方、例えば第２の透明樹脂層１０
のみを耐薬品性の高い樹脂層とし、この樹脂層１０によ
って高屈折率の透明樹脂層９を被うように形成する。こ
うすれば平板ディフューザ７は上側ガラス基板８とカバ
ーガラス１１により透明樹脂層９，１０を挟み込んだ構
造となり、上面及び下面を完全に平坦とすることができ
る。又耐薬品性の高い樹脂層のみが露出するので、液晶
の製造時に変質することがない。そしてカバーガラス１
１をガラス基板８に比べて十分薄く、例えば３０〜５０
μｍの厚さとしておくことで、拡散層を下面に近い部分
に有する平板ディフューザ７を構成することができる。
尚、透明樹脂層９を低屈折率、透明樹脂層１０を高屈折
率としてもよいことはいうまでもない。

【００３０】尚前述した第１の実施の形態では、平板デ
ィフューザ７の拡散層をランダム拡散面としているが、
光をランダムに拡散させればよいため、他の形状の拡散
面を用いることもできる。例えば図３（ａ），（ｂ）に
第２，第３の実施の形態の斜視図を示すように、マイク
ロレンズアレイやプリズムアレイとして構成することも
できる。これはマイクロレンズやプリズム状のパターン
を有するスタンパを用いて前述した第１の実施の形態と
同様の製造工程で製造できる。こうすればマイクロレン
ズやプリズム状のパターンを持つ透明樹脂をガラス基板
８とカバーガラス１１との間に設けることにより、光を
一旦集光又は屈折させて拡散させることができる。又ラ
ンダムパターンに代えて回折格子として構成することも
できる。このようなマイクロレンズアレイやプリズムア
レイ，回折格子を用いる場合には、画素のピッチΛ_x，
Λ_yとこれらのパターンのピッチＰ_x，Ｐ_yが近けれ
ば、２つの周期が干渉してモアレを発生する恐れがあ
る。又画素ピッチよりパターンピッチが大きければ、こ
のパターンが認識されてしまうという欠点がある。そこ
でパターンピッチ（Ｐ_x，Ｐ_y）と画素ピッチ（Λ_x，
Λ_y）はパターンピッチの方が小さくなるようにし、好
ましくはＰ_xを１／２Λ_x以下、Ｐ_yを１／２Λ_y以下
とする。又は完全に画素ピッチとパターンピッチとが同
一となるように、即ちＰ_x＝Λ_x，Ｐ_y＝Λ_yとしても
よい。こうすればモアレの周期が画面サイズより大きく
なってモアレを見えなくすることができる。

【００３１】次に第４の実施の形態について図４（ａ）
を用いて説明する。この実施の形態では、第２の透明樹
脂層１０とカバーガラス１１との間に耐薬品性のある透
明の樹脂を注入し、この樹脂層２４によって透明樹脂層
９，１０を被うようにしている。ここで第２の透明樹脂
層１０と樹脂層２４の境界面及び樹脂層２４とカバーガ
ラス１１との境界面を平面とする。こうすれば透明樹脂
層９，１０は屈折率の差の大きい２種類の樹脂を選択す
ればよく、耐薬品性のある樹脂を選択する必要がないの
で、樹脂の選択の余地を大きくすることができる。又図
４（ｂ）に第５の実施の形態を示すように、ガラス基板
８の下面をレンズアレイ等として構成するようにしても
よい。即ちガラス基板８の下面をマイクロレンズアレ
イ、又はプリズムアレイやランダム面とするための加工
を行い、透明樹脂層９，１０を介してカバーガラス１１
を下面より接着する。ここで第１，第２の透明樹脂層
９，１０の境界面と第２の透明樹脂層１０及びカバーガ
ラス１１の境界面を平面とする。又図４（ｃ）に第６の
実施の形態を示すように、カバーガラス１１の上面にマ
イクロレンズアレイ、又はランダム面、プリズムアレイ
とするための加工を行って、透明樹脂層９，１０を介し
てガラス基板８に接着するようにしてもよい。ここでガ
ラス板８と第１の透明樹脂層９の境界面及び第１，第２
の透明樹脂層９，１０の境界面を平面とする。この場合
にも図４（ａ）に示すように外部に露出する樹脂層２４
又は図４（ｂ），（ｃ）に示すように、透明樹脂層１０
に耐薬品性のある樹脂を選択することにより、ガラス基
板８又はカバーガラス１１と屈折率の差をつけて光学効
果を得ることができる。

【００３２】次に本発明の第７の実施の形態について図
５を用いて説明する。図５は第７の実施の形態による光
学素子及びそれを用いた透過型の液晶表示器の断面図で
ある。本図に示すように下側のガラス基板５２の上面に
は図示のようにＴＦＴを構成する透明電極５３が形成さ
れている。又この電極上に液晶５４の層を介して透明電
極５５及び画素の色彩に応じたカラーフィルタ５６を所
定のピッチで形成する。又カラーフィルタ５６の上面に
この実施の形態による光学素子５７を設ける。光学素子
５７は第５，第６の実施の形態と同様に、上側ガラス基
板５８とカバーガラス６１によりマイクロレンズアレイ
を形成する透明樹脂層５９と６０を挟み込んで構成した
ものである。この場合も光学素子５７を構成する透明樹
脂層のうち耐薬品性の高い透明樹脂層、この場合には透
明樹脂層６０によって他方の透明樹脂層５９を被うよう
に構成する。そして透明樹脂層６０とカバーガラス６１
との境界面を平面とする。更にこの実施の形態では、マ
イクロレンズアレイのピッチを画素ピッチと一致させ、
しかも各レンズの光軸と画素開口の中心軸を一致させる
ようにする。そして各マイクロレンズの焦点距離を画素
開口と一致させておく。又この光学素子５７の上面に偏
光板６２，反射防止膜６２を形成する。こうすればマイ
クロレンズアレイを透過した光源の光はその焦点位置で
集光されることとなり、各画素の境界面に形成されるブ
ラックマトリックスやＴＦＴトランジスタ用の配線部分
等に入射する光をなくすることができる。こうすれば液
晶プロジェクタにおいて光源が大きくなって完全なコリ
メート光を用いることができない場合にも、マイクロレ
ンズアレイと画素開口との間隔を小さくすることがで
き、光を集光させてブラックマトリックスの領域を避け
て画素部分に光を入射させることができる。

【００３３】次に本発明の第８の実施の形態について図
６を用いて説明する。この実施の形態では下側ガラス基
板７１側にも上側ガラス基板側と同様に、マイクロレン
ズが形成された透明樹脂層７２，７３をガラス基板７１
の上面に形成する。そして第４の実施の形態と同様に、
耐薬品性のある樹脂層７４で透明樹脂層７２，７３を被
い、カバーガラス７５をその上面に形成する。そして透
明樹脂層７３とカバーガラス７５の境界面を平面とす
る。そして下側の光学素子のマイクロレンズを画素開口
に対応させ、その焦点距離を画素開口に一致させる。こ
うすれば液晶の開口部分を通過した光を平行光にするこ
とができる。従って液晶パネルを透過した光をコリメー
トすることができ、液晶プロジェクタに適用した場合に
投写レンズを比較的小さなレンズとして光を投写スクリ
ーンに投影することができる。

【００３４】尚上述した各実施の形態では、ガラス基板
の一方の面に透明樹脂を設けてレンズ機能や拡散機能を
有する光学素子を形成しているが、耐薬品性のある透明
樹脂で他の樹脂層を被うことにより、液晶だけでなく種
々の光学素子に適用することができる。例えば図７に示
すようにガラス基板８１の下面をマイクロレンズアレイ
として構成し、そのレンズ面を透明樹脂層８２で被うよ
うに構成すると共に、カバーガラス８３の上面にフレネ
ルレンズを形成する。そして透明樹脂層８２を被うよう
に耐薬品性の高い透明樹脂層８４を挟み込んで接着す
る。更に透明樹脂層８２と８４の境界面を平面とする。
このように光学素子を構成することによって種々の用途
に適用することができる。例えばマイクロレンズアレイ
とフレネルレンズを有するこの光学素子を液晶表示パネ
ルの光の入射側に適用すれば、フレネルレンズを図１０
に示す従来例における液晶プロジェクタにおいて、液晶
パネルと隣接して設けられるコンデンサレンズ１１７に
代えて用いることができる。こうすれば液晶プロジェク
タ自体を小型化することが可能となる。又このような光
学素子は液晶表示素子や液晶プロジェクタ用の液晶表示
パネルだけでなく、耐薬品性が要求される種々の光学素
子として用いることができる。

【００３５】尚前述した各実施の形態ではカバーガラス
１１は薄いガラス板としているが、カバーガラスはその
面が平坦な透明板であれば足りる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜８の発明によれば、光学素子はガラス基板の一方の
面に近接する領域に光を集光又は拡散させる領域を形成
し、耐薬品性を向上させている。このため光学素子を液
晶表示器に用いることができる。こうすれば液晶層と近
接する位置に光の集光又は拡散層を形成することができ
る。従って透過型液晶表示器にあってはマイクロレンズ
アレイを用いることにより、マイクロレンズアレイと画
素開口との間隔を小さくすることができる。その結果、
完全にコリメートされていない光源であっても、その光
は画素開口を透過することとなり、光の利用効率を向上
させることができる。又反射型液晶表示器にあっては、
拡散面と液晶層とを近接させることができ、光源の移り
込みを有効に防止し、画像のぼけを少なくすることがで
きる。又光学素子としてマイクロレンズアレイに加えて
フレネルレンズ等を同時に形成することができるため、
液晶プロジェクタ等の液晶表示パネルとして用いれば、
液晶プロジェクタを小型化できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による反射型液晶表
示器の構成を示す断面図である。

【図２】第１の実施の形態による反射型液晶表示器の平
板ディフューザの製造過程を示す図である。

【図３】第２，第３の実施の形態による平板ディフュー
ザの拡散面を示す図である。

【図４】本発明の第４〜第６の実施の形態による光学素
子の断面図である。

【図５】本発明の第７の実施の形態による光学素子及び
それを用いた透過型液晶表示器の断面図である。

【図６】本発明の第８の実施の形態による光学素子及び
それを用いた透過型液晶表示器の断面図である。

【図７】本発明の第９の実施の形態による光学素子の断
面図である。

【図８】従来の反射型液晶表示器の構造を示す断面図で
ある。

【図９】液晶を用いたプロジェクタの概略を示す概略図
である。

【図１０】液晶表示装置の全体構成を示す構成図であ
る。

【図１１】光分波素子と光の強度分布を示す説明図であ
る。

【図１２】光分波素子の構成を示す説明図である。

【図１３】従来例による液晶表示パネルと隣接するマイ
クロレンズアレイを示す斜視図である。

【図１４】従来のマイクレンズアレイに入射する光の利
用効率を説明するための説明図である。

【図１５】従来の反射型液晶表示器と光源の関係を示す
説明図である。

【図１６】光源の光の分散による画素開口での光のスポ
ットを示す図である。

【符号の説明】

１液晶表示器２，５２，７１下側ガラス基板３金属電極４，５４液晶５，５３，５５透明電極６，５６カラーフィルタ７平板ディフューザ８，５８上側ガラス基板９，１０，５９，６０，７２，７３，８２，８４透明
樹脂層１１，６１，７５，８３カバーガラス２２，２３紫外線硬化樹脂２４，７４樹脂層５７光学素子８１ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｇ０３Ｂ 21/132 Ｇ０３Ｂ 21/132

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板と、前記ガラス基板の一方の面に形成された少なくとも２層
の樹脂層と、前記樹脂層を被う透明板と、を有し、前記樹脂層のうち耐薬品性の高い樹脂によって他の樹脂
層の周囲を被うように構成したことを特徴とする光学素
子。
【請求項２】ガラス基板と、透明板と、前記ガラス基板及び透明以下の間に挟み込んで形成され
た少なくとも２層の樹脂層と、を有し、前記樹脂層のうちの１層は他の樹脂層の周囲を被うよう
に形成され、他の樹脂層と接する面を平面としたことを
特徴とする光学素子。
【請求項３】前記樹脂層は、互いに屈折率が異なる複
数の樹脂層から成り、その境界層には凹凸パターンを形
成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素
子。
【請求項４】前記ガラス基板及び前記透明板のいずれ
か一方の前記樹脂層と接する面に凹凸パターンを形成し
たことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子。
【請求項５】前記凹凸パターンは、マイクロレンズア
レイであることを特徴とする請求項３又は４記載の光学
素子。
【請求項６】前記凹凸パターンは、回折格子であるこ
とを特徴とする請求項３又は４記載の光学素子。
【請求項７】前記凹凸パターンは、プリズムアレイで
あることを特徴とする請求項３又は４記載の光学素子。
【請求項８】前記凹凸パターンは、ランダム形状の拡
散パターンであることを特徴とする請求項３又は４記載
の光学素子。
【請求項９】下側ガラス基板と、前記下側ガラス基板の上面に設けられた反射金属電極
と、請求項１〜８のいずれか１項記載の光学素子と、前記光学素子の下面に形成された透明電極と、前記下側ガラス基板の反射金属電極及び前記透明電極の
間に封止された液晶と、具備することを特徴とする液晶
表示器。
【請求項１０】下側ガラス基板と、前記下側ガラス基板の上面に設けられた第１の透明電極
と、請求項５項記載の光学素子と、前記光学素子の下面に形成された第２の透明電極と、前記第１，第２の透明電極間に封止された液晶と、を有
し、前記光学素子は、複数のマイクロレンズを液晶の画素に
対応させて配置し、前記液晶の各画素開口に前記集光し
た光を透過させるようにしたことを特徴とする液晶表示
器。
【請求項１１】請求項５記載の第１，第２の光学素子
と、前記第１の光学素子の上面に設けられた第１の透明電極
と、前記第２の光学素子の下面に形成された第２の透明電極
と、前記第１，第２の光学素子の間に封止された液晶と、を
有し、前記第１，第２の光学素子は、複数のマイクロレンズを
液晶の画素に対応させて配置したことを特徴とする液晶
表示器。
【請求項１２】コリメートされた光を出射する光源
と、前記コリメートされた光が入射される前記請求項１０又
は１１記載の液晶表示器と、前記液晶表示器の出射側に配置され、透過光をスクリー
ンに投影する投写レンズと、を有することを特徴とする
液晶プロジェクタ。