JP2005173179A - Dustproof substrate for liquid crystal panel and counter substrate for liquid crystal panel, and transmission liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は投射型液晶プロジェクター等に組み込まれる液晶パネル用防塵基板及び液晶パネル用対向基板、並びに透過型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a dustproof substrate for a liquid crystal panel, a counter substrate for a liquid crystal panel, and a transmissive liquid crystal display device incorporated in a projection liquid crystal projector or the like.
投射型液晶プロジェクターは、光源から出射された光を集光光学系によって集光しながら透過型液晶表示装置に導き、この光を液晶表示装置内の液晶層で変調することにより、所定の画像を光学系によってスクリーンに投射して表示を行うものである。上記透過型液晶表示装置の主要部分である液晶パネルは、画素電極とそれを駆動するためのスイッチング素子が形成された厚さ1mm程度の駆動基板と、対向電極が形成された厚さ1mm程度の対向基板とが、互いに電極同士が対向するように所定の間隙を介して対向配置され、この駆動基板と対向基板との間隙に液晶層を挟持した構造になっている。
この液晶パネルを構成する駆動基板或いは対向基板の外面に傷や異物等が付いて、これが投射画像に映し出されると、表示品質が低下するため、例えば厚さ1mm程度の透光性基板を上記駆動基板、対向基板の外面に防塵基板として配置し、駆動基板、対向基板の外面に傷や異物が直接付くのを防止することが一般に行われている。このような防塵基板を配置することにより、液晶パネル表面と光の集光位置である液晶との間の距離が防塵基板の厚み分だけ長くなるため、防塵基板の外面(つまり液晶パネル表面)に傷や異物が付いても、デフォーカス状態となり、スクリーン上ではぼやけるので視覚上目立たなくなる。
A projection type liquid crystal projector guides a predetermined image by guiding light emitted from a light source to a transmission type liquid crystal display device while condensing the light by a condensing optical system, and modulating the light with a liquid crystal layer in the liquid crystal display device. The image is displayed on the screen by an optical system. A liquid crystal panel, which is a main part of the transmissive liquid crystal display device, has a driving substrate having a thickness of about 1 mm on which a pixel electrode and a switching element for driving the pixel electrode are formed, and a thickness of about 1 mm on which a counter electrode is formed. The counter substrate is disposed opposite to the electrode through a predetermined gap so that the electrodes face each other, and a liquid crystal layer is sandwiched between the drive substrate and the counter substrate.
If the outer surface of the drive substrate or the counter substrate constituting this liquid crystal panel is scratched or foreign, etc., and this is projected on the projected image, the display quality deteriorates. For example, a light-transmissive substrate having a thickness of about 1 mm is driven by Generally, a dust-proof substrate is disposed on the outer surfaces of the substrate and the counter substrate to prevent scratches and foreign matters from directly attaching to the outer surfaces of the drive substrate and the counter substrate. By arranging such a dustproof substrate, the distance between the liquid crystal panel surface and the liquid crystal at the light condensing position is increased by the thickness of the dustproof substrate, so that the outer surface of the dustproof substrate (that is, the liquid crystal panel surface) is increased. Even if there is a scratch or foreign object, it becomes defocused and blurs on the screen, making it visually inconspicuous.
また、液晶パネルには、光源の光が集光された状態で入射するため、液晶パネルの温度が上昇して液晶パネルが誤動作を起こす場合がある。誤動作を起こすと液晶パネルの信頼性が損われる。上記防塵基板は、液晶パネルに蓄積される熱を放熱し、液晶パネルの温度上昇を抑制する作用も有している。
下記特許文献1には、透過型表示装置の防塵基板として、熱伝導率が1W/m・K以上で厚みが1mm以上の放熱用ガラス板(例えば、石英ガラス)を用いることが記載されている。
また、下記特許文献2には、電気光学パネルの防塵基板の材料として、単結晶サファイヤを用いることが記載されている。
Patent Document 2 listed below describes the use of single crystal sapphire as a material for a dustproof substrate of an electro-optical panel.
ところが、最近の高信頼性の投射型液晶プロジェクターが要求されているなかで、従来防塵基板として使用されていた上記石英ガラスや単結晶サファイヤでは、かかる要求を満足するものが得られなかった。
すなわち、上記特許文献1に記載されている石英ガラスは、熱伝導率が1.4W/m・K程度しかなく、近年の高輝度化(強力な光源使用)においては、放熱性は満足するものでなく、結果として液晶パネルの温度上昇による誤作動を招き、液晶の特性上表示機能を果たせなくなるという問題がある。
また、特許文献2に記載されている単結晶サファイヤは、熱伝導率が42W/m・Kと非常に良好で、高輝度化(強力な光源使用)においても、放熱性は良好で液晶パネルの誤作動は発生しないものの、材料自体が持つ複屈折の影響で、良好な画像が得られないという問題がある。
本発明は、上述の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高信頼性の、良好な画質が得られる液晶パネル用防塵基板及び液晶パネル用対向基板、並びに透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
However, among the recent demands for high-reliability projection-type liquid crystal projectors, the quartz glass and single crystal sapphire conventionally used as dust-proof substrates have not been able to obtain those satisfying such requirements.
That is, the quartz glass described in
In addition, the single crystal sapphire described in Patent Document 2 has a very good thermal conductivity of 42 W / m · K, and has a good heat dissipation even when the brightness is increased (using a powerful light source). Although no malfunction occurs, there is a problem that a good image cannot be obtained due to the birefringence of the material itself.
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a dust-proof substrate for a liquid crystal panel, a counter substrate for a liquid crystal panel, and a transmissive liquid crystal display device capable of obtaining high reliability and good image quality. The purpose is to do.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有する。
(構成1)弗化カルシウム(CaF2)からなる基板上に、反射防止膜が形成されていることを特徴とする液晶パネル用防塵基板。
弗化カルシウム(CaF2)の熱伝導率は、10.3W/m・K程度と、石英ガラスに比べて非常に高く、高輝度化(強力な光源使用)においても十分放熱性が良好で、液晶パネルの温度上昇を十分抑制でき、液晶パネルの誤作動は発生しないので高信頼性の液晶パネル用防塵基板が得られる。
また、弗化カルシウム(CaF2)は、結晶でありながら光学的に等方性で、複屈折による影響がないので、液晶パネルを有する透過型液晶表示装置を使って投影される画質には全く影響がない。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Structure 1) A dustproof substrate for a liquid crystal panel, wherein an antireflection film is formed on a substrate made of calcium fluoride (CaF 2 ).
Calcium fluoride (CaF 2 ) has a thermal conductivity of about 10.3 W / m · K, which is very high compared to quartz glass, and has good heat dissipation even in high brightness (using a powerful light source). The temperature rise of the liquid crystal panel can be sufficiently suppressed, and malfunction of the liquid crystal panel does not occur, so that a highly reliable dustproof substrate for liquid crystal panel can be obtained.
Calcium fluoride (CaF 2 ) is crystal isotropic but optically isotropic and unaffected by birefringence. Therefore, the image quality projected using a transmissive liquid crystal display device having a liquid crystal panel is completely different. There is no effect.
(構成2)反射防止膜が形成される側の前記基板主表面の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で、0nm超1.5nm以下であることを特徴とする構成1記載の液晶パネル用防塵基板。
反射防止膜が形成される側の基板主表面の表面粗さを、中心線平均粗さ(Ra)で、0nm超1.5nm以下とすることにより、高透過率、低反射率の良好な光学特性が得られると共に、反射防止膜の付着性が良好になる。尚、この中心線平均粗さ(Ra)は、JISB0601(1994)で定められたものであり、原子間力顕微鏡(AFM)によりある測定エリア内で測定される値とする。
Raが1.5nm超の場合、入射光の散乱が大きくなり透過率が低下し、また、反射防止膜の干渉作用を妨げる結果となるので、反射防止効果が弱くなり低反射率が得られないというように光学特性が悪くなるので好ましくない。
(Structure 2) The surface roughness of the main surface of the substrate on the side where the antireflection film is formed is a center line average roughness (Ra) of more than 0 nm and 1.5 nm or less. Dust-proof substrate for LCD panels.
By setting the surface roughness of the main surface of the substrate on the side where the antireflection film is formed to a centerline average roughness (Ra) of more than 0 nm and not more than 1.5 nm, high optical properties with high transmittance and low reflectance are achieved. The characteristics are obtained and the adhesion of the antireflection film is improved. The centerline average roughness (Ra) is determined by JISB0601 (1994), and is a value measured in a measurement area by an atomic force microscope (AFM).
When Ra is more than 1.5 nm, the scattering of incident light increases and the transmittance decreases, and the interference action of the antireflection film is hindered. Therefore, the antireflection effect becomes weak and low reflectance cannot be obtained. In this way, the optical characteristics deteriorate, which is not preferable.
(構成3)前記反射防止膜はスパッタリング法で成膜されてなることを特徴とする構成1又は2記載の液晶パネル用防塵基板。
近年の高画質化の要求により、液晶パネル用防塵基板に形成される反射防止膜の欠陥に対する要求も厳しくなってきている。従来、上記防塵基板に形成される反射防止膜は、真空蒸着法により形成されていたが、真空蒸着法特有のスプラッシュにより反射防止膜中にパーティクルやピンホールが発生し、画質に影響を与える。これに対し、反射防止膜をスパッタリング法で成膜することにより、上述のようなパーティクルやピンホールが低減でき、高画質が得られる。
(構成4)複数の画素電極と、前記複数の画素電極を個々にスイッチング駆動する複数のスイッチング素子を有する駆動基板と、前記駆動基板より所定の間隙を介して対向配置された対向基板と、前記所定の間隙に保持された液晶とを有する液晶パネルに用いられる液晶パネル用対向基板であって、前記対向基板は、透光性基板上に、少なくとも前記スイッチング素子に対応した領域、前記液晶パネルを駆動する駆動回路に対応した領域の何れか一方又は両方に遮光性膜が形成されており、前記遮光性膜が形成された側と反対側の透光性基板に、構成1乃至3の何れかに記載の液晶パネル用防塵基板が接合されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
対向基板の遮光性膜が形成されている側と反対側の透光性基板に、上述の構成の液晶パネル用防塵基板が接合されることにより、高信頼性の対向基板が提供される。
(Structure 3) The dustproof substrate for a liquid crystal panel according to
Due to the recent demand for higher image quality, the demand for defects in the antireflection film formed on the dustproof substrate for liquid crystal panels has become stricter. Conventionally, the antireflection film formed on the dustproof substrate has been formed by a vacuum vapor deposition method. However, particles and pinholes are generated in the antireflection film due to a splash unique to the vacuum vapor deposition method, which affects the image quality. On the other hand, by forming the antireflection film by a sputtering method, the above-described particles and pinholes can be reduced, and high image quality can be obtained.
(Structure 4) A plurality of pixel electrodes, a drive substrate having a plurality of switching elements that individually drive the plurality of pixel electrodes, a counter substrate disposed opposite to the drive substrate via a predetermined gap, A counter substrate for a liquid crystal panel used in a liquid crystal panel having a liquid crystal held in a predetermined gap, wherein the counter substrate includes at least a region corresponding to the switching element on the translucent substrate, the liquid crystal panel. A light-shielding film is formed in one or both of the regions corresponding to the driving circuit to be driven, and the light-transmitting substrate on the side opposite to the side on which the light-shielding film is formed has any one of
The liquid crystal panel dust-proof substrate having the above-described configuration is bonded to the light-transmitting substrate on the opposite side of the counter substrate where the light-shielding film is formed, thereby providing a highly reliable counter substrate.
(構成5)画素電極及びスイッチング素子が形成された駆動基板と、該駆動基板に対向配置された対向基板と、前記各基板の間隙に保持された液晶とを備えた液晶パネルを有し、画像の投影表示に用いられる透過型液晶表示装置であって、前記駆動基板及び/又は前記対向基板の外面に構成1乃至3の何れかに記載の液晶パネル用防塵基板が接合されていることを特徴とする透過型液晶表示装置。
透過型液晶表示装置における液晶パネルの駆動基板及び/又は対向基板の外面に上述の構成の液晶パネル用防塵基板が接合されることにより、高信頼性の、良好な画質が得られる透過型液晶表示装置が提供される。
(Configuration 5) A liquid crystal panel including a drive substrate on which pixel electrodes and switching elements are formed, a counter substrate disposed to face the drive substrate, and a liquid crystal held in a gap between the substrates. A transmissive liquid crystal display device for use in projection display, wherein a dustproof substrate for a liquid crystal panel according to any one of
In the transmissive liquid crystal display device, the liquid crystal panel dust-proof substrate having the above-described configuration is bonded to the outer surface of the driving substrate and / or the counter substrate of the liquid crystal panel, so that a transmissive liquid crystal display capable of obtaining high reliability and good image quality. An apparatus is provided.
本発明の弗化カルシウム(CaF2)からなる基板上に反射防止膜が形成された液晶パネル用防塵基板によれば、近年の高輝度化(強力な光源使用)においても、液晶パネルの温度上昇を十分抑制でき、液晶パネルの誤作動は発生しないので高信頼性が得られる。また、弗化カルシウム(CaF2)からなる基板は、複屈折による影響がないので、投射型液晶プロジェクターで投影される画像は良好な画質が得られる。
また、上記防塵基板における反射防止膜が形成される側の基板主表面の表面粗さを、中心線平均粗さ(Ra)で、0nm超1.5nm以下とすることにより、高透過率で、低反射率の良好な光学特性が得られると共に、反射防止膜の付着性が良好になる。
According to the dustproof substrate for a liquid crystal panel in which an antireflection film is formed on a substrate made of calcium fluoride (CaF 2 ) according to the present invention, the temperature of the liquid crystal panel rises even in the recent increase in luminance (use of a powerful light source). Since the liquid crystal panel does not malfunction, high reliability can be obtained. In addition, since the substrate made of calcium fluoride (CaF 2 ) is not affected by birefringence, an image projected by the projection type liquid crystal projector can obtain a good image quality.
Further, the surface roughness of the main surface of the dust-proof substrate on the side where the antireflection film is formed has a centerline average roughness (Ra) of more than 0 nm and not more than 1.5 nm, thereby achieving high transmittance. Good optical characteristics with low reflectance can be obtained, and adhesion of the antireflection film becomes good.
また、上記防塵基板の反射防止膜をスパッタリング法で成膜することにより、反射防止膜中のパーティクルやピンホールが低減でき、高画質が得られる。
また、対向基板の遮光性膜が形成されている側と反対側の透光性基板に、上述の構成の液晶パネル用防塵基板が接合されることにより、高信頼性の対向基板が得られる。
また、液晶パネルの駆動基板及び/又は対向基板の外面に上述の構成の液晶パネル用防塵基板が接合された液晶パネルを有する透過型液晶表示装置によれば、高信頼性で、良好な画質が得られる。
Further, by forming the antireflection film of the dustproof substrate by a sputtering method, particles and pinholes in the antireflection film can be reduced, and high image quality can be obtained.
In addition, a highly reliable counter substrate can be obtained by bonding the liquid crystal panel dust-proof substrate having the above-described structure to the light-transmitting substrate on the side opposite to the side where the light-shielding film is formed.
In addition, according to the transmissive liquid crystal display device having the liquid crystal panel in which the liquid crystal panel dust-proof substrate having the above-described configuration is bonded to the outer surface of the driving substrate and / or the counter substrate of the liquid crystal panel, high image quality is achieved with high reliability. can get.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
本発明の液晶パネル用防塵基板は、弗化カルシウム(CaF2)からなる基板上に、反射防止膜が形成された構造である。図1は、このような弗化カルシウム(CaF2)からなる基板51上に、3層構造の反射防止膜52が形成された液晶パネル用防塵基板5を示している。
後述する液晶パネルを構成する駆動基板或いは対向基板の外面に付いた傷や異物等が投射画像に映し出されると、表示品質が低下するため、上記駆動基板及び/又は対向基板の外面に上記防塵基板5を配置することにより、駆動基板及び/又は対向基板の外面に傷や異物が直接付くのを防止するとともに、液晶パネル表面(つまり防塵基板の外面)に傷や異物が付いても、それが投影されないようにデフォーカスし、スクリーン上ではぼやけて視覚上目立たなくすることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The dustproof substrate for a liquid crystal panel of the present invention has a structure in which an antireflection film is formed on a substrate made of calcium fluoride (CaF 2 ). FIG. 1 shows a
When scratches or foreign matters attached to the outer surface of the driving substrate or the counter substrate constituting the liquid crystal panel to be described later appear on the projected image, the display quality deteriorates. Therefore, the dust-proof substrate is disposed on the outer surface of the driving substrate and / or the counter substrate. 5 prevents the outer surface of the drive substrate and / or the counter substrate from being directly scratched or foreign, and even if the surface of the liquid crystal panel (that is, the outer surface of the dustproof substrate) is scratched or foreign. It can be defocused so that it will not be projected, and it will be blurred and inconspicuous on the screen.
また、液晶パネルに強力な光源の光が集光された状態で入射しても、上記弗化カルシウム(CaF2)基板からなる防塵基板5は、液晶パネルに蓄積される熱を効率よく放熱し、液晶パネルの温度上昇を抑制することができるため、結果として液晶パネルの誤動作が発生しないので高信頼性が得られる。さらに、上記弗化カルシウム(CaF2)基板は、光学的に等方性で複屈折の影響が無いため、投射型液晶プロジェクターで投影される画像にはぼやけや乱れ等がなく、良好な画質が得られる。
基板材料である弗化カルシウム(CaF2)は、天然螢石より容易に入手することができるが、それ以外に、人工的に弗化カルシウムを成長させ、基板材料とすることができる。
Further, even when the light from a powerful light source is incident on the liquid crystal panel, the dust-
Calcium fluoride (CaF 2 ), which is a substrate material, can be easily obtained from natural meteorite, but besides this, calcium fluoride can be artificially grown to obtain a substrate material.
基板は、透過型液晶表示装置の液晶パネルに搭載したときに、所望のデフォーカス機能が得られるように所定の厚みに加工される。例えば、0.5〜2mm程度である。また、基板の大きさは、透過型液晶表示装置の液晶パネルの対向基板や駆動基板とほぼ同じ大きさに切断・加工される。また、基板は、該基板上に形成される反射防止膜の光学特性(透過率、反射率)を良好にし、かつ反射防止膜との付着性を向上させるために、反射防止膜が形成される側の主表面の表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で0nm超1.5nm以下となるように研磨加工される。研磨方法は、特に限定されず、公知の研磨方法を任意に適用でき、片面研磨や両面研磨、枚葉式研磨や複数枚同時に研磨するバッチ式研磨により研磨することができる。
上記反射防止膜は、スパッタリング法、真空蒸着法等により成膜することができる。反射防止膜のパーティクルやピンホールの少ない高品質の液晶パネル用防塵基板を得るためにはスパッタリング法により形成するのが好ましい。
The substrate is processed to a predetermined thickness so as to obtain a desired defocus function when mounted on a liquid crystal panel of a transmissive liquid crystal display device. For example, it is about 0.5 to 2 mm. Further, the size of the substrate is cut and processed to substantially the same size as the counter substrate and the driving substrate of the liquid crystal panel of the transmissive liquid crystal display device. Further, the substrate is formed with an antireflection film in order to improve the optical characteristics (transmittance, reflectance) of the antireflection film formed on the substrate and to improve the adhesion to the antireflection film. The main surface on the side is polished so that the center line average roughness (Ra) is greater than 0 nm and not more than 1.5 nm. The polishing method is not particularly limited, and a known polishing method can be arbitrarily applied, and polishing can be performed by single-side polishing, double-side polishing, single-wafer polishing, or batch polishing in which a plurality of sheets are simultaneously polished.
The antireflection film can be formed by sputtering, vacuum deposition, or the like. In order to obtain a high-quality dustproof substrate for a liquid crystal panel with few antireflection film particles and pinholes, it is preferably formed by sputtering.
反射防止膜は、一般には複数の屈折率の異なる材料を積層させて、光の干渉効果による反射防止機能を付与したものである。反射防止膜の各層の材料、及び膜厚は、液晶パネルで求められる光学特性(可視領域における反射率(膜面反射率)が0.5%以下)を満足するように、光学的な設計により適宜選択される。例えば、図1に示すような反射防止膜52が3層構造の場合、基板51側から、屈折率が1.6〜1.8、幾何学的膜厚が60〜90nmの中屈折率層52a、屈折率が2.1〜2.8、幾何学的膜厚が90〜140nmの高屈折率層52b、屈折率が1.4〜1.46、幾何学的膜厚が80〜100nmの低屈折率層52cの組合せとすることができる。具体的な材料は、中屈折率層としては、珪素、錫、酸素を含む材料(SixSnyOz)、酸化アルミニウム(Al2O3)などが挙げられ、高屈折率層としては、酸化チタン(TiO2)、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などが挙げられ、低屈折率層としては、二酸化珪素(SiO2)、弗化マグネシウム(MgF2)などが挙げられる。なお、反射防止膜はこのような3層構造に限られず、4層、5層、又は6層以上としても良い。
In general, the antireflection film is formed by laminating a plurality of materials having different refractive indexes to provide an antireflection function due to the light interference effect. The material and film thickness of each layer of the antireflection film are optically designed so as to satisfy the optical characteristics required for the liquid crystal panel (the reflectance in the visible region (film surface reflectance) is 0.5% or less). It is selected appropriately. For example, when the
図2は、このような防塵基板を備えた透過型液晶表示装置を構成する液晶パネルの断面図である。
図2に示す液晶パネル1は、液晶層2と、該液晶層2を挟んで互いに対向して配置された、該液晶層2を保持・駆動するための駆動基板4及び対向基板3とを有しており、従来公知の液晶パネルと同様の構造である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel constituting a transmissive liquid crystal display device having such a dustproof substrate.
A
ここで、駆動基板4は、石英ガラス等からなる透光性基板41と、該透光性基板41上に設けられた画素電極42と該画素電極42に接続されたスイッチング素子43とを有している。スイッチング素子43としては、例えばポリシリコンTFTが用いられる。また、対向基板3は、石英ガラスや低膨張無アルカリガラス等からなる透光性基板31と、この透光性基板31上の前記画素電極42と対向する位置に設けられた対向電極32とを備えている。又、前記駆動基板4に形成されたスイッチング素子43としてのTFTのチャネル形成用の領域に投射光が入射すると、この領域において光電変換効果により光電流が発生しTFTのトランジスタ特性を劣化させる場合があるので、必要に応じて、前記駆動基板4に形成されたスイッチング素子43に投射光が入射するのを防止するための遮光性膜33が、上記透光性基板31上の前記スイッチング素子43と対向する位置にマトリックス状に設けられる。そして、このような液晶パネル1の駆動基板4及び/又は対向基板3の外面に、上述の防塵基板5が接着剤等で接合されている。図2の液晶パネル1は、駆動基板4と対向基板3の双方の外面にそれぞれ防塵基板5を配置した場合を示している。
Here, the
なお、上記遮光性膜33としては、Al,Ag等の高反射率を有する金属薄膜や、基板31側から順に配置されるAlなどの金属からなる高反射膜と黒色樹脂やCr酸化物からなる低反射膜との積層膜、或いは、これら高反射膜と低反射膜との間に両反射膜を構成する材料が混在する領域を設けた積層膜などが用いられる。
液晶層2は、これらの駆動基板4と対向基板3の間に配向膜を介して保持され、画素電極42と対向電極32との間に印加される電圧により駆動される。
透過型液晶表示装置は、このような液晶パネル1と、該液晶パネル1の駆動基板4に接続される外部接続用のフレキシブルコネクタ(配線基板)(図示せず)とを有している。
The light-shielding
The liquid crystal layer 2 is held between the driving
The transmissive liquid crystal display device has such a
ここで、対向基板3側から液晶パネル1へ入射した光は、前記画素電極42及び対向電極32により制御される液晶層2の配向によって、各画素ごとに透過率が制御され、所定の変調された画像を形成する。
なお、入射光を有効に画素領域に入射させるため、対向基板3の光入射側の面に、マイクロレンズアレイが形成された基板を用いてもよい。この場合、マイクロレンズアレイが形成された対向基板と防塵基板とは、接着剤等で接合される。
なお、駆動基板のスイッチング素子を駆動する配線への光の入射を防止するため、防塵基板の外周部に所定の幅の遮光膜を設けることができる。
Here, the light incident on the
In order to make incident light effectively enter the pixel region, a substrate in which a microlens array is formed on the light incident side surface of the
In order to prevent light from entering the wiring that drives the switching element of the driving substrate, a light shielding film having a predetermined width can be provided on the outer periphery of the dust-proof substrate.
以上のような液晶パネル構造を有する透過型液晶表示装置は、例えば投射型液晶プロジェクターに搭載され、光源からの光を受けて所定の画像を形成するためのライトバルブとして用いられる。
図3は、透過型液晶表示装置を搭載する一般的な投射型液晶プロジェクターの概略構成を示す模式図である。
The transmissive liquid crystal display device having the above liquid crystal panel structure is mounted on, for example, a projection liquid crystal projector, and is used as a light valve for receiving a light from a light source to form a predetermined image.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a general projection-type liquid crystal projector equipped with a transmissive liquid crystal display device.
図3に示す投射型液晶プロジェクター6は、光源61、ダイクロイックミラー63,65、反射ミラー64,66,67、透過型液晶表示装置11,12,13、ダイクロイックプリズム68、投影レンズユニット69等を有して構成されている。光源61の後方には回転楕円体型の反射鏡62を備え、光源61としては、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。光源61の光は、2枚のダイクロイックミラー63,65によって、光の三原色R(赤)、G(緑)、B(青)に対応して3つの光束に分離される。こうして分離された3つの光束は、反射ミラー64,66,67を介して、ダイクロイックプリズム68の周囲に設置された3個の透過型液晶表示装置11,12,13にそれぞれ入射する。これら透過型液晶表示装置11,12,13は、上述の液晶パネル1構造を有し、図示しない制御手段によって所望のR,G,Bの画像情報に応じて制御される。
The projection type liquid crystal projector 6 shown in FIG. 3 includes a
上記透過型液晶表示装置11,12,13によってそれぞれ変調されたR,G,Bの画像成分は、ダイクロイックプリズム68にて合成され、投影レンズユニット69により拡大投影され、前方のスクリーン7上に画像が映し出される。投射型液晶プロジェクターに本発明の防塵基板5を搭載することにより、液晶パネルの誤動作が無く、投射された画像のぼやけや乱れのない良好な画質の画像が得られる。
The R, G, and B image components modulated by the transmissive liquid
また、図3に示す投射型液晶プロジェクターでは、三原色R,G,Bの光に対応して3個の透過型液晶表示装置を備えているが、カラーフィルターを備えた1個の透過型液晶表示装置を有する構造のものもよく知られている。
なお、本発明の液晶パネル用防塵基板は、反射型プロジェクター等に使用される反射型の液晶パネルにも使用することができる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて更に詳細に説明する。
In addition, the projection type liquid crystal projector shown in FIG. 3 includes three transmission type liquid crystal display devices corresponding to the light of the three primary colors R, G, and B, but one transmission type liquid crystal display including a color filter. Structures with devices are also well known.
The dustproof substrate for a liquid crystal panel of the present invention can also be used for a reflective liquid crystal panel used in a reflective projector or the like.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail using examples.
(実施例)
天然螢石(CaF2)(屈折率1.44)の材料を基板状に加工した後、中心線平均粗さ(Ra)で0.4nm(原子間力顕微鏡にて測定エリア5μm×5μmで測定)に精密研磨された弗化カルシウム基板(以後、CaF2基板と称す)を準備した。このCaF2基板上に、基板側から順に珪素−錫酸化物からなるSixSnyOz膜(屈折率:1.7)、酸化ニオブ(Nb2O5)膜(屈折率:2.35)、二酸化珪素(SiO2)膜(屈折率:1.46)をスパッタリング法により形成して反射防止膜付きCaF2基板を作製した。尚、各層は、Si−Sn(Si:50at%、Sn:50at%)ターゲット、Nb2O5−xターゲット、Si−SiCターゲットを使用し、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスによる反応性スパッタリングにより形成し、各層の膜厚は、SixSnyOz膜は77nm、Nb2O5膜は111nm、SiO2膜は89nmとした。
この得られた反射防止膜付きCaF2基板の可視領域(430nm〜650nm)における膜面反射率を測定したところ、0.4%以下と光学的特性は良好であり、反射防止膜中に大きさが5μm以上の欠陥(パーティクルやピンホール)は発見されなかった。
(Example)
After processing natural meteorite (CaF 2 ) (refractive index 1.44) material into a substrate, centerline average roughness (Ra) is 0.4 nm (measured with an atomic force microscope in a measurement area of 5 μm × 5 μm) ) Prepared a finely polished calcium fluoride substrate (hereinafter referred to as CaF2 substrate). On this CaF 2 substrate, a SixSnyOz film (refractive index: 1.7) made of silicon-tin oxide, a niobium oxide (Nb 2 O 5 ) film (refractive index: 2.35), silicon dioxide (in order) from the substrate side. A SiO 2 ) film (refractive index: 1.46) was formed by sputtering to produce a CaF 2 substrate with an antireflection film. Each layer uses a Si—Sn (Si: 50 at%, Sn: 50 at%) target, a Nb 2 O 5 -x target, and a Si—SiC target, and reactive sputtering using a mixed gas of argon gas and oxygen gas. The thickness of each layer was 77 nm for the SixSnyOz film, 111 nm for the Nb 2 O 5 film, and 89 nm for the SiO 2 film.
When the film surface reflectivity in the visible region (430 nm to 650 nm) of the obtained CaF 2 substrate with an antireflection film was measured, the optical characteristics were as good as 0.4% or less, and the size was in the antireflection film. However, no defects (particles or pinholes) of 5 μm or more were found.
この反射防止膜付きCaF2基板を、投射型液晶プロジェクターに組み込む透過型液晶表示装置の液晶パネルに使用するため、所望の大きさに切断、洗浄処理して液晶パネル用防塵基板を作製した。切断時や洗浄処理時の反射防止膜の膜剥れはなかった。
この得られた液晶パネル用防塵基板を使用し、前述の図2の構成からなる液晶パネルを作製した。すなわち、石英基板上にCr膜からなるパターン状の遮光膜とITO(インジウムと錫の合金酸化物)膜からなる対向電極が形成された対向基板と、石英基板上に複数の画素電極とスイッチング素子が形成された駆動基板を用意し、配向膜を形成後、これらの基板間に液晶が保持されるように組み立て、上記防塵基板を対向基板及び駆動基板の外面に接着剤で接合して、液晶パネルを得た。
In order to use this CaF 2 substrate with an antireflection film in a liquid crystal panel of a transmissive liquid crystal display device incorporated in a projection type liquid crystal projector, a dustproof substrate for a liquid crystal panel was produced by cutting and cleaning to a desired size. There was no peeling of the antireflective coating during cutting or cleaning.
Using the obtained dustproof substrate for a liquid crystal panel, a liquid crystal panel having the structure shown in FIG. 2 was prepared. That is, a counter substrate in which a patterned light shielding film made of a Cr film and a counter electrode made of an ITO (indium and tin alloy oxide) film are formed on a quartz substrate, and a plurality of pixel electrodes and switching elements on the quartz substrate After preparing the driving substrate on which the liquid crystal is formed and forming the alignment film, the liquid crystal is assembled between the substrates, and the dust-proof substrate is bonded to the outer surface of the counter substrate and the driving substrate with an adhesive. I got a panel.
次いで、この得られた液晶パネルを組み込んだ透過型液晶表示装置を作製し、更にこの透過型液晶表示装置を前述の図3に示すような構成からなる投射型液晶プロジェクターに組み込んだ。光源にメタルハライドランプを用いて投射テストを行ったところ、CaF2基板の放熱性が良好で液晶パネルの誤作動もなく、正常に投射型液晶プロジェクターを作動させることができた。また、スクリーンに投射された画像もぼけや画像の乱れもなく良好であった。 Next, a transmissive liquid crystal display device incorporating the obtained liquid crystal panel was produced, and the transmissive liquid crystal display device was further incorporated into a projection liquid crystal projector having the configuration shown in FIG. When a projection test was conducted using a metal halide lamp as the light source, the projection type liquid crystal projector could be operated normally without any malfunction of the liquid crystal panel due to good heat dissipation of the CaF 2 substrate. Also, the image projected on the screen was good without blurring or image distortion.
(比較例1)
上述の実施例において、基板材料を石英ガラス(屈折率1.46)としたこと以外は、実施例と同様にして液晶パネル用防塵基板を作製した。得られた液晶パネル用防塵基板の可視領域(430nm〜650nm)における膜面反射率は、0.4%以下で実施例と変わりなく、また、反射防止膜中に大きさが5μm以上の欠陥(パーティクルやピンホール)も発見されなかった。
この得られた液晶パネル用防塵基板を使用し、実施例と同様に、液晶パネルを作製し、この液晶パネルを組み込んだ投射型液晶プロジェクターを用いて投射テストを行ったところ、放熱効果が十分でなく、液晶パネルの過熱が原因と考えられる誤動作が発生した。
(Comparative Example 1)
A dustproof substrate for a liquid crystal panel was produced in the same manner as in the above example except that the substrate material was quartz glass (refractive index: 1.46). The film surface reflectance in the visible region (430 nm to 650 nm) of the obtained dustproof substrate for liquid crystal panel is 0.4% or less, which is the same as the example, and a defect having a size of 5 μm or more in the antireflection film ( No particles or pinholes were found.
Using the obtained dustproof substrate for a liquid crystal panel, a liquid crystal panel was produced in the same manner as in the example, and a projection test was performed using a projection type liquid crystal projector incorporating this liquid crystal panel. However, a malfunction that could be caused by overheating of the liquid crystal panel occurred.
(比較例2)
上述の実施例において、基板材料を単結晶サファイア(屈折率1.76)とし、反射防止膜における各層を基板側から順に以下の構成(膜材料、屈折率、膜厚)としたこと以外は、実施例と同様にして液晶パネル用防塵基板を作製した。
中屈折率層:材料(SixSnyOz)、屈折率(1.85)、膜厚(70nm)
高屈折率層:材料(Nb2O5)、屈折率(2.35)、膜厚(110nm)
低屈折率層:材料(SiO2)、屈折率(1.46)、膜厚(90nm)
(Comparative Example 2)
In the above-described embodiment, except that the substrate material is single crystal sapphire (refractive index 1.76), and each layer in the antireflection film has the following configuration (film material, refractive index, film thickness) in order from the substrate side, A dustproof substrate for a liquid crystal panel was produced in the same manner as in the example.
Medium refractive index layer: material (SixSnyOz), refractive index (1.85), film thickness (70 nm)
High refractive index layer: material (Nb 2 O 5 ), refractive index (2.35), film thickness (110 nm)
Low refractive index layer: material (SiO 2 ), refractive index (1.46), film thickness (90 nm)
この得られた液晶パネル用防塵基板の可視領域(430nm〜650nm)における膜面反射率を測定したところ、0.5%以下と光学的特性は良好であり、反射防止膜中に大きさが5μm以上の欠陥(パーティクルやピンホール)は発見されなかった。
この得られた液晶パネル用防塵基板を使用し、実施例と同様に、液晶パネルを作製し、この液晶パネルを組み込んだ投射型液晶プロジェクターを用いて投射テストを行ったところ、単結晶サファイヤ基板の放熱性が良好で液晶パネルの誤作動もなく、正常に投射型液晶プロジェクターを作動させることができたが、単結晶サファイヤの複屈折が原因と考えられる投射された画像のぼけや画像の乱れが確認された。
When the film surface reflectance in the visible region (430 nm to 650 nm) of the obtained dustproof substrate for liquid crystal panel was measured, the optical characteristics were as good as 0.5% or less, and the size in the antireflection film was 5 μm. The above defects (particles and pinholes) were not found.
Using the obtained dustproof substrate for a liquid crystal panel, a liquid crystal panel was produced in the same manner as in the example, and a projection test was performed using a projection type liquid crystal projector incorporating this liquid crystal panel. The projection type LCD projector could operate normally without any malfunction of the LCD panel due to good heat dissipation, but the projected image was blurred and the image was disturbed due to the birefringence of the single crystal sapphire. confirmed.
以上の実施例、比較例の結果からわかるように、本発明のCaF2基板上に反射防止膜を形成してなる液晶パネル用防塵基板によれば、強力な光源を使用しても、液晶パネルの誤動作がなく、高信頼性が得られ、しかもこの防塵基板を組み込んだ投射型液晶プロジェクターにより投射された画像は、良好な画質が得られる。
尚、以上の実施の形態では、液晶パネル用防塵基板を透過型液晶表示装置に適用した例しか示さなかったが、反射型液晶表示装置にも適用できる。
As can be seen from the results of the above examples and comparative examples, according to the dustproof substrate for a liquid crystal panel in which an antireflection film is formed on the CaF 2 substrate of the present invention, the liquid crystal panel can be used even when a powerful light source is used. The image projected by the projection type liquid crystal projector incorporating the dust-proof substrate can be obtained with good image quality.
In the above embodiment, only the example in which the liquid crystal panel dustproof substrate is applied to the transmissive liquid crystal display device is shown, but the present invention can also be applied to a reflective liquid crystal display device.
1 液晶パネル
2 液晶
3 対向基板
31 透光性基板
32 対向電極
33 遮光性膜
4 駆動基板
41 透光性基板
42 画素電極
43 スイッチング素子
5 防塵基板
51 CaF2基板
52 反射防止膜
6 投射型液晶プロジェクター
7 スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記対向基板は、透光性基板上に、少なくとも前記スイッチング素子に対応した領域、前記液晶パネルを駆動する駆動回路に対応した領域の何れか一方又は両方に遮光性膜が形成されており、前記遮光性膜が形成された側と反対側の透光性基板に、請求項1乃至3の何れかに記載の液晶パネル用防塵基板が接合されていることを特徴とする液晶パネル用対向基板。 A plurality of pixel electrodes; a drive substrate having a plurality of switching elements that individually drive the plurality of pixel electrodes; a counter substrate disposed opposite to the drive substrate via a predetermined gap; and the predetermined gap A counter substrate for a liquid crystal panel used in a liquid crystal panel having a held liquid crystal,
The counter substrate has a light-shielding film formed on at least one of a region corresponding to the switching element and a region corresponding to a driving circuit for driving the liquid crystal panel on the translucent substrate, A counter substrate for a liquid crystal panel, wherein the dustproof substrate for a liquid crystal panel according to any one of claims 1 to 3 is bonded to a translucent substrate on the side opposite to the side on which the light shielding film is formed.
前記駆動基板及び/又は前記対向基板の外面に請求項1乃至3の何れかに記載の液晶パネル用防塵基板が接合されていることを特徴とする透過型液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a drive substrate on which pixel electrodes and switching elements are formed, a counter substrate disposed opposite to the drive substrate, and a liquid crystal held in a gap between the substrates is provided for image projection display. A transmissive liquid crystal display device used,
A transmissive liquid crystal display device, wherein the liquid crystal panel dust-proof substrate according to claim 1 is bonded to an outer surface of the drive substrate and / or the counter substrate.
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JP2003412807A JP2005173179A (en) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Dustproof substrate for liquid crystal panel and counter substrate for liquid crystal panel, and transmission liquid crystal display device |
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WO2012073540A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | 旭硝子株式会社 | Liquid crystal panel for liquid crystal projector, and liquid crystal projector |
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2003
- 2003-12-11 JP JP2003412807A patent/JP2005173179A/en active Pending
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