JP2864672B2 - アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 - Google Patents
アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置Info
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- JP2864672B2 JP2864672B2 JP2161412A JP16141290A JP2864672B2 JP 2864672 B2 JP2864672 B2 JP 2864672B2 JP 2161412 A JP2161412 A JP 2161412A JP 16141290 A JP16141290 A JP 16141290A JP 2864672 B2 JP2864672 B2 JP 2864672B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、投射型テレビ等に用いられるアクティブマ
トリックス光変調素子に関するものである。
トリックス光変調素子に関するものである。
［従来の技術］ 大画面テレビに対する要求が高まっており、CRTに代
わる一つの方式として投射型液晶テレビの開発が行われ
ている。従来光変調素子としてはTN（Twisted Nemati
c）型の液晶をアクティブマトリックス基板と対向基板
との間に挟持したものが用いられていた。光源からの光
は対向基板側から入射するように光変調素子は配置され
るが、対向基板上には網目状の遮光膜が形成されてい
て、能動素子部分には入射する光が直接照射されないよ
うになっている。偏光膜を必要とするため明るさが不十
分であり、偏光膜を必要としない光散乱型の光変調素子
の開発が望まれている。
わる一つの方式として投射型液晶テレビの開発が行われ
ている。従来光変調素子としてはTN（Twisted Nemati
c）型の液晶をアクティブマトリックス基板と対向基板
との間に挟持したものが用いられていた。光源からの光
は対向基板側から入射するように光変調素子は配置され
るが、対向基板上には網目状の遮光膜が形成されてい
て、能動素子部分には入射する光が直接照射されないよ
うになっている。偏光膜を必要とするため明るさが不十
分であり、偏光膜を必要としない光散乱型の光変調素子
の開発が望まれている。
［発明が解決しようとする課題］ TN型の光変調素子においては液晶セルの内部において
対向基板方向よりの入射光は直進し、液晶を通ってもそ
の進行方向が変わることはない。従ってアクティブマト
リックス基板の能動素子を配した面と反対側の面（以下
出射面という）で反射する光は再び同じ方向を逆向きに
進むのみである。これに対して従来の光散乱型の光変調
素子においては液晶セルの内部において入射光47は該セ
ル内部の液晶によって、屈折させられその進行方向を大
きく変えるので、該セルの基本的構成の断面図である第
２図のように出射面で反射した反射光の一部48は能動素
子44まで到達する。そのため投射型テレビの場合にはき
わめて強い光源を用いるので僅かな割合の反射光であっ
ても能動素子に到達するとリーク電流を増加させ、コン
トラストの低下を招くという欠点がある。尚第２図にお
いて42は対向基板、46は遮光膜、41はアクティブマトリ
ックス基盤、43は液晶樹脂複合体、45は画素表示電極で
ある。
対向基板方向よりの入射光は直進し、液晶を通ってもそ
の進行方向が変わることはない。従ってアクティブマト
リックス基板の能動素子を配した面と反対側の面（以下
出射面という）で反射する光は再び同じ方向を逆向きに
進むのみである。これに対して従来の光散乱型の光変調
素子においては液晶セルの内部において入射光47は該セ
ル内部の液晶によって、屈折させられその進行方向を大
きく変えるので、該セルの基本的構成の断面図である第
２図のように出射面で反射した反射光の一部48は能動素
子44まで到達する。そのため投射型テレビの場合にはき
わめて強い光源を用いるので僅かな割合の反射光であっ
ても能動素子に到達するとリーク電流を増加させ、コン
トラストの低下を招くという欠点がある。尚第２図にお
いて42は対向基板、46は遮光膜、41はアクティブマトリ
ックス基盤、43は液晶樹脂複合体、45は画素表示電極で
ある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべく成されたもので
あり、透明絶縁性基板上に行列状に電極を配列し、前記
電極の交差部分近傍に能動素子を配したアクティブマト
リックス基板と、透明電極を少なくとも部分的に有する
対向基板との間に、液晶が樹脂に分散保持され、樹脂の
屈折率が液晶の常光屈折率とほぼ一致するようにされ、
電圧が印加されないときに散乱状態となる液晶樹脂複合
体が挟持されてなるアクティブマトリックス光変調素子
において、アクティブマトリックス基板の能動素子を配
した面に対して反対側の面に光反射防止膜を形成したこ
とを特徴とするアクティブマトリックス光変調素子を提
供するものである。
あり、透明絶縁性基板上に行列状に電極を配列し、前記
電極の交差部分近傍に能動素子を配したアクティブマト
リックス基板と、透明電極を少なくとも部分的に有する
対向基板との間に、液晶が樹脂に分散保持され、樹脂の
屈折率が液晶の常光屈折率とほぼ一致するようにされ、
電圧が印加されないときに散乱状態となる液晶樹脂複合
体が挟持されてなるアクティブマトリックス光変調素子
において、アクティブマトリックス基板の能動素子を配
した面に対して反対側の面に光反射防止膜を形成したこ
とを特徴とするアクティブマトリックス光変調素子を提
供するものである。
また、樹脂が光硬化性ビニル系樹脂であり、液晶と樹
脂材料とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を硬化
形成させることにより得られた液晶樹脂複合体を使用す
ることを特徴とする上記のアクティブマトリックス光変
調素子を提供するものである。
脂材料とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を硬化
形成させることにより得られた液晶樹脂複合体を使用す
ることを特徴とする上記のアクティブマトリックス光変
調素子を提供するものである。
また、上記のアクティブマトリックス光変調素子を使
用し、対向基板側から光を照射することを特徴とする表
示装置を提供するものである。
用し、対向基板側から光を照射することを特徴とする表
示装置を提供するものである。
第１図は本発明の光変調素子の基本的構成を示す断面
図である。1,4はガラス等の透明絶縁性基板、２は薄膜
トランジスタ（TFT）、ダイオード等の能動素子、３は
画素表示電極であり、ITO等の透明電極材料等よりな
る。５はITO等の透明電極材料等よりなる対向電極、６
は遮光膜である。７は液晶樹脂複合体であり、透明な樹
脂（合成高分子を含むものとする。）のマトリックスの
間隙が液晶で満たされたものや、透明な樹脂中に液滴状
の液晶を支持したもの等が用いられる。該液晶は電圧が
印加しないときに散乱状態となる光散乱型が使用され
る。８は反射防止膜であり、アクティブマトリックス基
板の能動素子２を形成した面に対して反対側の面に形成
される。この反射防止膜８の材質・構造としては、Mg
F2,Na3AlF6,CaF2,BaF2等を一層、数十nmから数百nmの厚
さで形成させればよく、この中で硬度、耐湿性等からみ
てMgF2が望ましい。
図である。1,4はガラス等の透明絶縁性基板、２は薄膜
トランジスタ（TFT）、ダイオード等の能動素子、３は
画素表示電極であり、ITO等の透明電極材料等よりな
る。５はITO等の透明電極材料等よりなる対向電極、６
は遮光膜である。７は液晶樹脂複合体であり、透明な樹
脂（合成高分子を含むものとする。）のマトリックスの
間隙が液晶で満たされたものや、透明な樹脂中に液滴状
の液晶を支持したもの等が用いられる。該液晶は電圧が
印加しないときに散乱状態となる光散乱型が使用され
る。８は反射防止膜であり、アクティブマトリックス基
板の能動素子２を形成した面に対して反対側の面に形成
される。この反射防止膜８の材質・構造としては、Mg
F2,Na3AlF6,CaF2,BaF2等を一層、数十nmから数百nmの厚
さで形成させればよく、この中で硬度、耐湿性等からみ
てMgF2が望ましい。
可視領域の反射防止を行う場合は、たとえばMgF2を、
80〜120nm程度形成させる。
80〜120nm程度形成させる。
また、高屈折率のZrO2,TiO2,Ta2O5,CeO2等や中屈折率
のAl2O3,MgO,CeF3,PbF2等や低屈折率のSiO2等を２層あ
るいは３層以上、所定の厚さで形成し、この反射防止膜
８を得ることができる。
のAl2O3,MgO,CeF3,PbF2等や低屈折率のSiO2等を２層あ
るいは３層以上、所定の厚さで形成し、この反射防止膜
８を得ることができる。
尚この反射防止膜８はこれらの材質、厚さに限定され
るものではなく、所望の機能を有していればどんなもの
でも使用できる。９は入射光である。
るものではなく、所望の機能を有していればどんなもの
でも使用できる。９は入射光である。
尚本発明にかかる能動素子２は、他の金属部分等によ
って、透明絶縁性基板１側に面した半導体の一部分が、
覆われておらず、反射光があれば、その影響を受けるも
のであり、このような構造を有する場合に本発明は特に
有効である。
って、透明絶縁性基板１側に面した半導体の一部分が、
覆われておらず、反射光があれば、その影響を受けるも
のであり、このような構造を有する場合に本発明は特に
有効である。
［実施例］ 第３図に実施例の光変調素子の断面図を示す。ガラス
基板51（旭硝子社製 ANガラス）上に酸化シリコン52、
非晶質シリコン、窒化シリコンをプラズマCVDを用いて
堆積し、450℃において熱処理を行った後、レーザーを
用いて非晶質シリコンを多結晶化する。次に窒化シリコ
ンを除去した後、多結晶シリコンを島化して半導体層53
とする。窒化シリコン膜をプラズマCVDで堆積してゲー
ト絶縁膜54とし、Crを蒸着、パターニングしてゲート電
極55とする。ゲート電極55をマスクにしてゲート絶縁膜
54をドライエッチングし、半導体層53の表面の一部を露
出させる。これに燐イオンを注入し、活性化アニールを
行う。プラズマCVDを用いてシリコンオキシナイトライ
ドを堆積して層間絶縁膜56とし、ITOを蒸着、パターニ
ングして画素電極57とする。半導体層53上の層間絶縁膜
56に、ソース・ドレイン電極用のスルーホールをドライ
エッチングを用いてあける。Cr,Alを蒸着、パターニン
グしてソース・ドレイン電極58,59とし、プラズマCVDを
用いて窒化膜を堆積して保護膜60とし、周辺の電極取り
出し部分上の窒化膜をドライエッチングで除いてアクテ
ィブマトリックス基板とした。
基板51（旭硝子社製 ANガラス）上に酸化シリコン52、
非晶質シリコン、窒化シリコンをプラズマCVDを用いて
堆積し、450℃において熱処理を行った後、レーザーを
用いて非晶質シリコンを多結晶化する。次に窒化シリコ
ンを除去した後、多結晶シリコンを島化して半導体層53
とする。窒化シリコン膜をプラズマCVDで堆積してゲー
ト絶縁膜54とし、Crを蒸着、パターニングしてゲート電
極55とする。ゲート電極55をマスクにしてゲート絶縁膜
54をドライエッチングし、半導体層53の表面の一部を露
出させる。これに燐イオンを注入し、活性化アニールを
行う。プラズマCVDを用いてシリコンオキシナイトライ
ドを堆積して層間絶縁膜56とし、ITOを蒸着、パターニ
ングして画素電極57とする。半導体層53上の層間絶縁膜
56に、ソース・ドレイン電極用のスルーホールをドライ
エッチングを用いてあける。Cr,Alを蒸着、パターニン
グしてソース・ドレイン電極58,59とし、プラズマCVDを
用いて窒化膜を堆積して保護膜60とし、周辺の電極取り
出し部分上の窒化膜をドライエッチングで除いてアクテ
ィブマトリックス基板とした。
一方、上述のガラス基板51と同じ種類のガラス基板61
上にITOを蒸着、パターニングして対向電極62とする。
さらにCrを蒸着、パターニングして遮光膜63とし、対向
電極基盤とする。
上にITOを蒸着、パターニングして対向電極62とする。
さらにCrを蒸着、パターニングして遮光膜63とし、対向
電極基盤とする。
これらの２枚の基板をスペーサーを介して張り合わ
せ、セルとした。このセルのガラス基板51の上の、能動
素子を設けていない側の面上にAl2O3,ZrO2,MgF2を順に
蒸着し、反射防止膜64とした。この時、膜厚は波長λ＝
550nmに対して屈折率と膜厚の積がそれぞれおよそλ/4,
λ/2,λ/4となるように、85nm,138nm,100nmとした。反
射防止膜64を設けたセルに液晶と光硬化性ビニル系樹脂
である光重合性アクリル樹脂材料を均一に溶解したもの
を充填した。これに紫外線を照射してアクリル樹脂材料
を重合硬化させ液晶を液滴状に析出させ、液晶樹脂複合
体65を得た。この液晶樹脂複合体は画素電極57と対向電
極63の間に電圧が印加されているときには液晶が電界方
向に整列して液滴の電界方向の屈折率n0と樹脂の屈折率
ｎとが等しくなって透明状態となり、電圧が印加されな
いときには液晶がランダムな方向を向くためにn0とｎが
等しくなくなって光が散乱される。
せ、セルとした。このセルのガラス基板51の上の、能動
素子を設けていない側の面上にAl2O3,ZrO2,MgF2を順に
蒸着し、反射防止膜64とした。この時、膜厚は波長λ＝
550nmに対して屈折率と膜厚の積がそれぞれおよそλ/4,
λ/2,λ/4となるように、85nm,138nm,100nmとした。反
射防止膜64を設けたセルに液晶と光硬化性ビニル系樹脂
である光重合性アクリル樹脂材料を均一に溶解したもの
を充填した。これに紫外線を照射してアクリル樹脂材料
を重合硬化させ液晶を液滴状に析出させ、液晶樹脂複合
体65を得た。この液晶樹脂複合体は画素電極57と対向電
極63の間に電圧が印加されているときには液晶が電界方
向に整列して液滴の電界方向の屈折率n0と樹脂の屈折率
ｎとが等しくなって透明状態となり、電圧が印加されな
いときには液晶がランダムな方向を向くためにn0とｎが
等しくなくなって光が散乱される。
この実施例にかかる光変調素子を使用して以下の如く
投射型の表示装置を作製した。メタルハイドランプ光源
の光を集光し、平行光にしてダイクロイックミラーで３
色に分光して３個の実施例にかかる光変調素子を用いて
変調し、合成して投射したところ明るくコントラストの
よい投射画像が得られ、反射防止膜を形成しなかった場
合のようなコントラストの低下はまったく見られなかっ
た。尚、この光変調素子にはこのとき100万ルックスの
光が照射されていた。
投射型の表示装置を作製した。メタルハイドランプ光源
の光を集光し、平行光にしてダイクロイックミラーで３
色に分光して３個の実施例にかかる光変調素子を用いて
変調し、合成して投射したところ明るくコントラストの
よい投射画像が得られ、反射防止膜を形成しなかった場
合のようなコントラストの低下はまったく見られなかっ
た。尚、この光変調素子にはこのとき100万ルックスの
光が照射されていた。
［作用・効果］ 本発明の光変調素子においては、液晶セル内を進んで
来た入射光は、出射面において反射して再びセルの内部
に戻るようなことはなく、そのままセルの外部へ進んで
いく。したがって入射した光は能動素子部分に到達する
ことはないのでリーク電流が増加することもなく、画像
のコントラストの低下が引き起こされることはない。
来た入射光は、出射面において反射して再びセルの内部
に戻るようなことはなく、そのままセルの外部へ進んで
いく。したがって入射した光は能動素子部分に到達する
ことはないのでリーク電流が増加することもなく、画像
のコントラストの低下が引き起こされることはない。
以上のように本発明によれば、光散乱型の光変調素子
であっても、強い光の照射下においてもストロークのな
い良好な画像を得ることができる。また、透過率自体も
向上するので、より明るい投射画像を得ることができ
る。
であっても、強い光の照射下においてもストロークのな
い良好な画像を得ることができる。また、透過率自体も
向上するので、より明るい投射画像を得ることができ
る。
第１図は、本発明の光変調素子の基本的構成を示す断面
図である。 第２図は、従来の光変調素子の基本的構成を示す断面図
である。 第３図は、本発明の実施例の光変調素子の断面図であ
る。 1,4:透明絶縁性基板、 2:能動素子、 3:画素表示電極。
図である。 第２図は、従来の光変調素子の基本的構成を示す断面図
である。 第３図は、本発明の実施例の光変調素子の断面図であ
る。 1,4:透明絶縁性基板、 2:能動素子、 3:画素表示電極。
Claims (3)
- 【請求項１】透明絶縁性基板上に行列状に電極を配列
し、前記電極の交差部分近傍に能動素子を配したアクテ
ィブマトリックス基板と、透明電極を少なくとも部分的
に有する対向基板との間に、液晶が樹脂に分散保持さ
れ、樹脂の屈折率が液晶の常光屈折率とほぼ一致するよ
うにされ、電圧が印加されないときに散乱状態となる液
晶樹脂複合体が挟持されてなるアクティブマトリックス
光変調素子において、アクティブマトリックス基板の能
動素子を配した面に対して反対側の面に光反射防止膜を
形成したことを特徴とするアクティブマトリックス光変
調素子。 - 【請求項２】樹脂が光硬化性ビニル系樹脂であり、液晶
と樹脂材料とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を
硬化形成させることにより得られた液晶樹脂複合体を使
用することを特徴とする請求項１記載のアクティブマト
リックス光変調素子。 - 【請求項３】請求項１又は２記載のアクティブマトリッ
クス光変調素子を使用し、対向基板側から光を照射する
ことを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161412A JP2864672B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161412A JP2864672B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452623A JPH0452623A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2864672B2 true JP2864672B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=15734606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161412A Expired - Fee Related JP2864672B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864672B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2161412A patent/JP2864672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452623A (ja) | 1992-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |