JP3111514B2

JP3111514B2 - 液晶パネルとその製造方法および液晶投写型テレビ

Info

Publication number: JP3111514B2
Application number: JP03191604A
Authority: JP
Inventors: 博司高原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JPH0534664A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投映する投
写型テレビ、および主として前記液晶投写型テレビに用
いる液晶パネルとその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは軽量、薄型など数多くの特
徴を有する為、研究開発が盛んである。しかし、大画面
化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小型
の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投
映し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがにわ
かに注目を集めてきている。現在、商品化されている液
晶投写型テレビは液晶の旋光特性を利用したツイストネ
マティック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用いられ
ている。

【０００３】まず、一般的な液晶パネルについて説明す
る。（図６）は、液晶パネルの外観図である。（図６）
において、６３はスイッチング素子および信号線などが
形成されているガラス基板（以後、アレイ基板と呼
ぶ）、６４は対向電極が形成されたガラス基板（以後、
対向電極基板と呼ぶ）、６１は液晶パネルのゲート信号
線を駆動するゲートドライブＩＣ、６２は液晶パネルの
ソース信号線を駆動するためのソースドライブＩＣであ
る。また、６５は偏光板であり、６６は液晶を封止する
ために画像表示領域の周辺に形成された封止樹脂であ
る。

【０００４】（図７）は液晶パネルの等価回路図であ
る。Ｇ１〜Ｇｍはゲート信号線であり、その一端はゲー
トドライブＩＣ６１に接続されている。Ｓ１〜Ｓｎはソ
ース信号線であり、一端はソースドライブＩＣ６２に接
続されている。各画素はそれぞれ画素電極に信号を印加
する為の薄膜トランジスタ７１（以後、ＴＦＴと呼ぶ）
を有しており、また信号を保持する為の付加コンデンサ
７２が形成されている。７３は画素電極と対向電極間に
挟持された液晶であり、電気回路的にはコンデンサと見
なす事ができる。

【０００５】（図８）は従来のＴＮ液晶パネルの断面図
である。通常アレイ基板８２と対向電極基板８１は４〜
６μｍの間隔で保持され、前記基板間にネマチック液晶
８６が注入されている。表示領域の周辺部は封止樹脂
（図示せず）で封止されている。また、対向電極８３お
よび画素電極８５上には配向膜８７ａ，８７ｂが形成さ
れ、ＴＮ液晶８６がホモジニアスに配向するように配向
処理がなされ、なお且つアレイ基板８２と対向電極基板
８１上でおよそ９０度方向が異なるように配向処理がな
されている。この結果、ＴＮ液晶８６は分子長軸方向を
基板と平行になし、上下基板間で９０度ねじれた状態に
配向している。通常、従来のＴＮ液晶パネルに用いられ
るＴＮ液晶は正の誘電率を有している。なお、（図８）
において８８はブラックマトリックス、８４はＴＦＴで
ある。

【０００６】以下、従来の液晶パネルの製造方法につい
て説明する。まず、アレイ基板８２と対向電極基板８１
には配向膜８７ａ，８７ｂが塗布され、ラビング工程に
より配向処理される。その後、アレイ基板８２の周辺部
にＴＮ液晶８６の注入口を残して封止樹脂６６が塗布さ
れる。また、対向電極基板８１上に均一な液晶膜厚を得
るためのビーズを散布する。次に、対向電極基板８１と
アレイ基板８２を貼り合わせる。その後、紫外線を照
射、または加熱することにより封止樹脂６６を硬化させ
る。次に貼り合わせた前記基板を真空室に入れ、アレイ
基板８２と対向電極基板８１のギャップ内を真空状態に
した後、液晶の注入口を液晶に浸す。その後、真空室の
真空を破ると、液晶は注入口からギャップ内に注入され
る。最後に注入口を封止して完成する。

【０００７】次に、従来の液晶投写型テレビについて図
面を参照しながら説明する。（図９）は従来の液晶投写
型テレビの構成図である。（図９）において、９１は集
光光学系、９２は赤外線および紫外線を透過させるＵＶ
ＩＲカットミラー、９３ａは青色光反射ダイクロイック
ミラー（以後、ＢＤＭと呼ぶ）、９３ｂは緑色光反射ダ
イクロイックミラー（以後、ＧＤＭと呼ぶ）、９３ｃは
赤色光反射ダイクロイックミラー（以後、ＲＤＭと呼
ぶ）、９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９６ａ，９６ｂ，９６
ｃは偏光板、９５ａ，９５ｂ，９５ｃは透過型のＴＮ液
晶パネル、９７ａ，９７ｂ，９７ｃは投写レンズ系であ
る。なお、説明に不要な構成物は図面から省略してい
る。以上のことは以下の図面に対しても同様である。

【０００８】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて（図９）を参照しながら説明する。まず、集光光学
系９１から出射された白色光はＢＤＭ９３ａにより青色
光（以後、Ｂ光と呼ぶ）が反射され、前記Ｂ光は偏光板
９４ａに入射される。ＢＤＭ９３ａを透過した光はＧＤ
Ｍ９３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼ぶ）が反射され
偏光板９４ｂに、また、ＲＤＭ９３ｃにより赤色光（以
後、Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板９４ｃに入射され
る。偏光板では各色光の縦波成分または横波成分の一方
の光のみを透過させ、光の偏光方向をそろえて各液晶表
示装置に照射させる。この際、５０％以上の光は前記偏
光板で吸収され、透過光の明るさは最大でも半分以下と
なってしまう。

【０００９】各液晶パネルは映像信号により前記透過光
を変調する。変調された光はその変調度合により各偏光
板９６ａ，９６ｂ，９６ｃを透過し、各投写レンズ系９
７ａ，９７ｂ，９７ｃに入射して、前記レンズ系により
スクリーン（図示せず）に拡大投映される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述の説明からも明ら
かなように、ＴＮ液晶を用いた液晶パネルでは、直線偏
光の光を入射させる必要があり、したがって、液晶パネ
ルの前後には偏光板を配置する必要がある。この偏光板
は理論的にも５０％以上の光を吸収してしまい、そのた
め、スクリーンに拡大投映した際、低輝度画面しか得ら
れないという課題がある。本発明は上記課題を解決する
ために発明されたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルは、
対向電極基板とアレイ基板間に高分子分散液晶層を形成
している。前記液晶層は第１と第２の２つの液晶層から
なり、第１と第２の液晶層はその水滴状液晶の平均粒子
径あるいはポリマーネットワークの平均孔径が異なるよ
うに形成されている。第１と第２の液晶層は各画素電極
上にストライプ状に、かつ交互に形成されている。

【００１２】また、本発明の液晶投写型テレビは本発明
の液晶パネルと、メタルハライドランプ等の光発生手段
と、前記光発生手段が発生した白色光を青色光（以後、
Ｂ光と呼ぶ）、緑色光（以後、Ｇ光と呼ぶ）および赤色
光（以後、Ｒ光と呼ぶ）の３つの所定波長範囲に分離す
るダイクロイックミラーと、前記３つの所定波長範囲の
光をそれぞれ変調する本発明の液晶パネルに導く光学系
と、前記液晶パネルで変調された光を合成してスクリー
ンに投映する投写光学系を具備するものである。

【００１３】

【作用】従来の課題を解決するため、本発明では液晶と
して高分子分散液晶を用いており、高分子分散液晶は偏
光板を用いないため光利用率を非常に向上できる。

【００１４】以下、簡単に高分子分散液晶について説明
しておく。高分子分散液晶は、液晶と高分子の分散状態
によって大きく２つのタイプに分けられる。１つは、水
滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。液
晶は、高分子中に不連続な状態で存在する。以後、この
ような液晶をＰＤＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた
液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼ぶ。もう１つは、液晶
層に高分子のネットワークを張り巡らせたような構造を
採るタイプである。ちょうどスポンジに液晶を含ませた
ような格好になる。液晶は、水滴状とならず連続に存在
する。以後、このような液晶をＰＮＬＣと呼び、また、
前記液晶を用いた液晶パネルをＰＮ液晶パネルと呼ぶ。
前記２種類の液晶パネルで画像を表示するためには光の
散乱・透過を制御することにより行なう。

【００１５】ＰＤＬＣは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。

【００１６】これに対して、ＰＮＬＣは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。なお、前述のＰＤＬＣおよびＰＮＬＣの液晶の動
きの説明はあくまでもモデル的な考え方である。本発明
においてはＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パネルのうち一方
に限定するものではないが、説明を容易にするためＰＤ
液晶パネルを例にあげて説明する。また、ＰＤＬＣおよ
びＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶と呼び、ＰＤ液晶
パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称して高分子分散液晶
パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶パネルに注入する
液晶を含有する液体を総称して液晶溶液または樹脂と呼
び、前記液晶溶液中の樹脂成分が重合硬化した状態をポ
リマーと呼ぶ。本発明の液晶パネルはＰＤＬＣとＰＮＬ
Ｃの一方に限定とするものではないが、説明を容易にす
るためＰＤＬＣを例にあげて説明する。

【００１７】高分子分散液晶の動作について（図１０
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図１０（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。（図１０（ａ）（ｂ））において、１０１はアレイ
基板、１０２は画素電極、１０３は対向電極、１０４は
水滴状液晶、１０５はポリマー、１０６は対向基板であ
る。画素電極１０２にはＴＦＴ等が接続され、ＴＦＴの
オン・オフにより画素電極に電圧が印加されて、画素電
極上の液晶配向方向を可変させて光を変調する。（図１
０（ａ））に示すように電圧を印加していない状態で
は、それぞれの水滴状液晶１０４は不規則な方向に配向
している。この状態ではポリマー１０５と水滴状液晶１
０４とに屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで（図
１０（ｂ））に示すように画素電極に電圧を印加すると
液晶の方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの
屈折率をあらかじめポリマーの屈折率と合わせておく
と、入射光は散乱せずにアレイ基板１０１より出射す
る。

【００１８】高分子分散液晶を用いて高品位の画像表示
パネルを構成しようとすると、散乱状態での光の透過量
（以後、オフ光量と呼ぶ）と透過状態での光の透過量
（以後、オン光量と呼ぶ）との比（以後、コントラスト
と呼ぶ）を大きくする必要がある。コントラストが小さ
いと多階調表示ができなくなり、画像表示品位は悪くな
る。液晶投写型テレビではコントラストは１００以上必
要である。

【００１９】オフ光量は水滴状液晶の平均粒子径とパネ
ルに入射する光の波長に関係する。特定の光の波長に対
して最適な平均粒子径が存在する。しかし、液晶投写型
テレビの液晶パネルに入射する光は、数１０ｎｍ以上の
範囲の帯域をもっている。したがって、特定の光の波長
に対してオフ光量が最小になるように平均粒子径を形成
しても、前記波長から離れた光の波長に対してはオフ光
量は大きくなってしまう。このことはコントラストを低
下させることを意味する。そこで、本発明の液晶パネル
は液晶パネル内に水滴状液晶の平均粒子径が異なる複数
の液晶層を形成している。たとえば、第１の液晶層が波
長５２０ｎｍで最もオフ光量が少なくなる水滴状液晶の
平均粒子径を有していれば、第２の液晶層は波長５６０
ｎｍで最もオフ光量が少なくなる水滴状液晶の平均粒子
径を有するように形成する。平均粒子径の大きさは液晶
溶液を硬化させるときの紫外線強度を前記液晶層ごとに
異ならせて形成する。なお、直視型液晶パネルの場合は
パネルに入射する光の帯域はさらに広くなるから複数の
粒子径を形成することの効果はさらに大きくなる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明する。（図１）は本発明の液晶パネル
の断面図である。アレイ基板１２上にはスイッチング素
子としてのＴＦＴ１４が形成され、ＴＦＴ１４のドレイ
ン端子は画素電極１５に接続されている。画素電極１５
はＩＴＯ等の透明電極で形成される。一方、対向電極基
板１１には対向電極１３が形成されている。対向電極１
３は画素電極１５と同様にＩＴＯ等の透明電極で形成さ
れる。対向電極１３と画素電極１５間には高分子分散液
晶１６，１７を挟持している。高分子分散液晶１６と高
分子分散液晶１７の水滴状液晶の平均粒子径もしくはポ
リマーネットワークの平均孔径は１０〜５０％異なるよ
うに形成されている。また、高分子分散液晶１６，１７
は画素電極１５でストライプ状に形成されている。その
モデル図を（図２）に示す。なお、（図２）において２
１は画素電極１５の輪郭線であり、画素を示している。
また、ＴＦＴ１４上には必要に応じて遮光膜（図示せ
ず）を形成するとよい。

【００２１】高分子分散液晶層１６，１７の液晶として
はネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリ
ック液晶が好ましく、単一もしくは２種類以上の液晶性
化合物や液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であっ
ても良い。なお、先に述べた液晶材料のうちシアンビフ
ェニル系のネマティック液晶が最も好ましい。樹脂材料
としては透明なポリマーが好ましく、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良いが、
製造工程の容易さ、液晶層との分離等の点より紫外線硬
化タイプの樹脂を用いるのが好ましい。具体的な例とし
て紫外線硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に紫外線
照射によって重合硬化するアクリルモノマー、アクリル
オリゴマーを含有するものが好ましい。これらは、紫外
線を照射することによって樹脂のみ重合反応を起こして
ポリマーとなり、液晶のみ相分離する。この際、樹脂分
と比較して液晶の量が少ない場合には独立した粒子状の
水滴状液晶が形成されるし、一方、液晶の量が多い場合
は、樹脂マトリクスが液晶材料中に粒子状、または、ネ
ットワーク状に存在し、液晶が連続層を成すように形成
される。

【００２２】画像表示領域部の水滴状液晶の粒子径、も
しくはポリマーネットワークの孔径がある程度均一で、
かつ大きさとしては０．１μｍ〜数μｍの範囲でなけれ
ば入射光の散乱性能が悪くコントラストが上がらない。
なお、好ましくは水滴状液晶の平均粒子径もしくはポリ
マーネットワークの平均孔径は０．５μｍ〜１．５μｍ
の範囲がよい。この為にも紫外線硬化樹脂のように短時
間で硬化が終了しうる材料でなければならない。また、
液晶材料と樹脂材料の配向比は９：１〜１：９である。

【００２３】高分子分散液晶層１６，１７の膜厚として
は５μｍ〜２０μｍに形成され、中でも８μｍ〜１５μ
ｍの範囲が散乱特性および駆動する上での印加電圧の範
囲が最適である。前記膜厚は６〜８Ｖの印加電圧で最大
透過率９０％が得られるように設定すればよい。

【００２４】以下、本発明の液晶パネルの製造方法につ
いて（図３）を用いて説明する。まず、対向電極基板１
１上に、所定の液晶膜厚を得るためのビーズ（図示せ
ず）を散布する。一方アレイ基板１２上に封止樹脂が塗
布される。その後、対向電極基板１１とアレイ基板１２
は位置決めされ、貼り合わされる。液晶の注入方法とし
ては真空注入方式と加圧注入方式があるがどちらでもよ
い。真空注入方式は貼り合わせた前記基板を真空室に入
れ、アレイ基板１２と対向電極基板１１間を真空状態に
した後、液晶の注入口を液晶溶液に浸す。その後、真空
室の真空状態を破ると、液晶溶液は前記基板間に注入さ
れる。一方、加圧注入方式は対向電極基板１１の周辺部
に形成した０．８〜１．２ｍｍの注入口より加圧により
液晶溶液を注入する。その後、紫外線を液晶溶液に照射
し、重合硬化され、液晶とポリマーとを相分離させる。

【００２５】重合する時の説明図を（図３）に示す。３
１はマスクである。マスク３１のａの部分はＩ₀の強度
の紫外線をほぼそのまま透過させる。その時の紫外線の
強度をＩ₁とする。マスク３１のｂの部分はＩ₁に比較し
て５〜３０％減衰させた強度Ｉ₂の紫外線光をパネルに
照射する。また、マスク３１のｃの部分はＩ₁に比較し
て１０〜５０％減衰させた強度Ｉ₃の紫外線光をパネル
に照射する。以上の部分ごとに光の透過量が異なるマス
ク３１はマスク上に形成する遮光膜としてのクロムなど
の膜厚を変化させることにより得られる。また、紫外線
をカットする干渉膜をガラス上に蒸着し、パターニング
して形成する方法、吸収膜を塗布してパターニングして
作製する方法もある。

【００２６】以上のように、マスク３１を用いてパネル
に紫外線を照射することにより、パネルの部分ごとに紫
外線の照射強度を異ならせることができる。時間あたり
の紫外線照射量が少ないと水滴状液晶の平均粒子径は大
きくなり、多いと小さくなる。水滴状液晶の径と光の波
長には相関があり、径が小さすぎても大きすぎても散乱
特性は低下する。可視光では平均粒子径０．８〜１．５
μｍの範囲がよい。液晶層の膜厚等にかなり依存するが
前記範囲内でＢ光ではおよそ１．０μｍ前後、Ｒ光では
１．４μｍ前後がよい。

【００２７】パネル内アとイの部分の水滴状液晶の平均
粒子径は０．１〜０．３μｍ異なるように形成してい
る。アの部分とウの部分は０．３〜０．８μｍ異なるよ
うにしている。なお、ウの部分はできるかぎり散乱特性
が悪くなるように形成する。一例として粒子径は２μｍ
以上にする。これはＴＦＴ１４およびソース信号線上は
画像表示とは関係なく液晶を駆動するため、前記駆動に
より光が液晶層で変調されにくくし、視覚的に見えにく
くするためである。逆にウの部分に粒子径を１μｍ以下
とし、液晶層ウに電圧をかかりにくくし、耐えず散乱状
態となるようにしてもよい。ＴＦＴ上および画素間の部
分は画像表示とは関係ない。また、画素間に配置された
ソース信号線上の液晶層などは、画像表示と無意味な表
示状態となり画質を劣化させる。そのため、ＴＦＴ上お
よび画素周辺部の液晶層は変調されにくくなるように、
画素電極上とは異なる強度の紫外線を照射して液晶層を
形成するのである。照射する紫外線強度は紫外線の波
長、液晶溶液の材質・組成あるいはパネルの構造により
大きく異なる。一例としては、Ｉ1はおよそ６〜１０ｍ
ｗ／ｃｍ²、Ｉ2は４〜８ｍｗ／ｃｍ²、Ｉ3は２〜６ｍｗ
／ｃｍ²である。

【００２８】前記のごとくパネルを作製することによ
り、パネル内に複数の粒子径の液晶層を形成することが
できる。複数の粒子径を形成することにより、カバーで
きる波長領域が広がる。なお、（図２）においてストラ
イプ状に高分子分散液晶１６，１７を形成するとした
が、これに限定するものではなく、（図４）に示すよう
に格子状に形成してもかまわない。

【００２９】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写型テレビについて説明する。（図５）は本発明の液晶
投写型テレビの構成図である。ただし、説明に不要な構
成要素は省略している。（図５）において、５１は集光
光学系であり、内部に凹面鏡および光発生手段として２
５０Ｗのメタルハライドランプを有している。また、凹
面鏡は可視光のみを反射させるように構成されている。
５２は赤外線および紫外線を透過させ可視光のみを反射
させるＵＶＩＲカットミラーである。また、５３ａはＢ
ＤＭ、５３ｂはＧＤＭ、５３ｃはＲＤＭである。なお、
ＢＤＭ５３ａからＲＤＭ５３ｃの配置は前記の順序に限
定するものではなく、また、最後のＲＤＭ５３ｃは全反
射ミラーにおきかえてもよいことは言うまでもない。

【００３０】５４ａ，５４ｂ，５４ｃは本発明の液晶パ
ネルである。なお、前記液晶パネルのうち、Ｒ光を変調
する液晶パネル５４ｃは他の液晶パネルに比較して水滴
状液晶の平均粒子径を大きく、液晶膜厚も厚めに構成し
ている。これは光が長波長になるほど散乱特性が低下す
るためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させるとき
の紫外線光の強度を制御することあるいは使用材料を変
化させることにより制御できる。液晶膜厚はビーズ径を
変化することにより調整できる。（図３）に示すア・イ
部の水滴状液晶の平均粒子径は液晶パネル５４ａ，５４
ｂ，５４ｃの相互に０．１〜０．２μｍ異ならせてい
る。５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ
はレンズ、５６ａ，５６ｂおよび５６ｃは絞りとしての
アパーチャである。なお、５５，５６および５７で投写
光学系を構成している。また、アパーチャはレンズ５５
等のＦ値が大きいとき必要がないことは明らかであり、
投写光学系を１つのレンズに置きかえることができるこ
とも明らかである。

【００３１】投写光学系の配置等は以下の通りである。
まず、高分子分散液晶パネル５４とレンズ５５との距離
Ｌと、レンズ５５とアパーチャ５６までの距離はほぼ等
しくなるように配置される。投写光学系は各液晶パネル
を透過した平行光線を透過させ、各液晶パネルで散乱し
た光を遮光させる役割を果たす。その結果、スクリーン
上に高コントラストのフルカラー表示が実現できる。ア
パーチャの開口径Ｄを小さくすればコントラストは向上
する。しかし、スクリーン上の画像輝度は低下する。

【００３２】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、１
０〜１５μｍの時、レンズの集光角は６度前後が最適で
あり、その時、コントラストは画面中心部で２００：１
であり、リア方式テレビで４０インチスクリーンに投写
した際、スクリーンゲイン５で３００ｆｔ以上であり、
ＣＲＴ投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝度を
得ることができた。

【００３３】以下、本発明の液晶投写型テレビの動作に
ついて説明する。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ光のそれぞれの変調
系については、ほぼ同一動作であるのでＢ光の変調系に
ついて例にあげて説明する。まず、集光光学系５１から
白色光が照射され、前記白色光のＢ光成分はＢＤＭ５３
ａにより反射される。前記Ｂ光は高分子分散液晶パネル
５４ａに入射する。前記高分子分散液晶パネルは（図１
０（ａ）（ｂ））に示すように、画素電極に印加された
信号により入射した光の散乱と透過状態とを制御し、光
を変調する。

【００３４】散乱した光はアパーチャ５６ａで遮光さ
れ、逆に、所定角度内の光はアパーチャ５６ａを通過す
る。変調された光は投写レンズ５４ａによりスクリーン
（図示せず）に拡大投映される。以上のようにして、ス
クリーンには画像のＢ光成分が表示される。同様に高分
子分散液晶パネル５４ｂはＧ光成分の光を変調し、ま
た、高分子分散液晶パネル５４ｃはＲ光成分の光を変調
して、スクリーン上にはカラー画像が表示される。

【００３５】また、（図５）において投写光学系をこれ
に限定するものではなく、たとえば平行光を遮光体で遮
光し、散乱光をスクリーンに投映する中心遮へい型の光
学系を用いてもよいことは言うまでもない。

【００３６】また、本実施例の液晶投写型テレビにおい
ては、Ｒ，ＧおよびＢ光の変調系において投写レンズ系
をそれぞれ１つずつ設けているが、これに限定するもの
ではなく、たとえばミラーなどを用いて液晶パネルによ
り変調された表示画像を１つにまとめてから１つの投写
レンズ系に入射させて投映する構成であってもよい。さ
らに、Ｒ・Ｇ・Ｂ光それぞれを変調する液晶パネルを設
ける事に限定するものでもない。例えば、一枚の液晶パ
ネルにモザイク状のカラーフィルタを取付け、前記パネ
ルの画像を投映する構成でもよい。

【００３７】さらに、本発明の液晶パネルは透過型液晶
パネルのように説明したが、これに限定するものではな
く、反射型に形成してもよい。その場合は、画素電極を
アルミニウム等の金属物質で反射電極に構成すればよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルは高
分子分散液晶を用いているため、ＴＮ液晶を用いた液晶
パネルに比較して２倍以上の高輝度画面を得ることがで
きる。また、液晶パネル内の水滴状液晶は複数の粒子径
に形成しており、液晶投写型テレビでは各原色光は数１
０ｎｍの帯域幅をもっているが、複数の粒子径を形成し
ていることにより、適正な散乱特性をカバーできる範囲
が広がる。したがって、高コントラスト化できる。ま
た、紫外線の照射強度あるいは液晶溶液の組成のバラツ
キにより、従来では水滴状液晶の平均粒子径が目標範囲
外となり、不良となることが多かったが、本発明の液晶
パネルでは複数の粒子径を形成しているため、そのうち
１つの粒子径が目標値から多少はずれても、他の粒子径
が適正な粒子径の範囲内であることが多い。そのための
不良となることが大幅に低下する。また、水滴状液晶の
粒子径が大きいと液晶をオンオフに要する駆動電圧が低
くなり、逆に小さいと高くなる。複数の粒子径をパネル
内に形成し、前記粒子径を適度な大きさに形成すること
により、液晶のオンオフ時の駆動電圧範囲を大きくで
き、階調表示を細かく制御することができるようにな
る。

【００３９】すなわち、各画素電極上に、比較的低電圧
で駆動される液晶層部と比較的高電圧で駆動される液晶
部など、駆動電圧が異なる複数の液晶層を形成すること
により、駆動電圧範囲が広くなり、階調表示を細かく制
御することができ、高画質化を実現できる。また、複数
の液晶層の粒子径が目標値から多少はずれても、他の粒
子径が適正な粒子径の範囲内であることが多い。そのた
め、製造した液晶パネルは液晶層全体としては規定範囲
内の性能を維持できている割合が高く、液晶パネルが性
能不良となる割合を大幅に低下させることができる。し
たがって、液晶パネルの歩留まりを大幅に向上できると
いう効果を発揮する。

【００４０】また、本発明の液晶投写型テレビは本発明
の液晶パネルを用いているために、画質の高輝度化およ
び高コントラスト表示を実現できる。さらに、本発明の
液晶投写型テレビではＲ・Ｇ・Ｂの波長それぞれに対応
して、水滴状液晶の平均粒子径または平均孔径を変化さ
せることにより、それぞれの波長でのコントラストを大
幅に改善しており、フルカラーの高品位映像表示を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの断面図
である。

【図２】本発明の一実施例における液晶パネルの平面図
である。

【図３】本発明の液晶パネルの製造方法の説明図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例における液晶パネルの平面
図である。

【図５】本発明の液晶投写型テレビの一実施例の構成図
である。

【図６】液晶パネルの平面図である。

【図７】液晶パネルの等価回路図である。

【図８】従来の液晶パネルの断面図である。

【図９】従来の液晶投写型テレビの構成図である。

【図１０】高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１対向電極基板１２アレイ基板１３対向電極１４ＴＦＴ１６，１７高分子分散液晶１５画素電極２１画素３１マスク５１集光光学系５２ＵＶＩＲカットミラー５４ａ，５４ｂ，５４ｃ高分子分散液晶パネル５６ａ，５６ｂ，５６ｃアパーチャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/1343

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極が形成された第１の基板と、
第２の電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板
と前記第２の基板との間に挟持された高分子分散液晶層
とを具備し、前記第１の基板上の第１の画像表示領域と
第２の画像表示領域で、前記高分子分散液晶層の液晶の
平均孔径と平均粒子径のうち少なくとも一方の径が異な
っていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板と、前
記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された高分
子分散液晶層とを具備し、前記各画素電極上の前記高分
子分散液晶層に第１の領域と第２の領域を有し、前記第
１の領域と前記第２の領域で、前記高分子分散液晶層の
液晶の平均孔径と平均粒子径のうち少なくとも一方の径
が異なっていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】各画素に第１の画像表示領域と第２の画
像表示領域を有していることを特徴とする請求項１記載
の液晶パネル。
【請求項４】マトリックス状に配置された画素電極と
前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子とソー
ス信号線とが形成された第１の基板と、対向電極が形成
された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板
との間に挟持された高分子分散液晶層とを具備し、前記
スイッチング素子と前記ソース信号線のうち少なくとも
一方の上の高分子分散液晶層において、前記高分子分散
液晶層の液晶の平均孔径と平均粒子径のうち少なくとも
一方の径が前記画素電極上の高分子分散液晶層の液晶の
それと異なっていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項５】第１の基板と第２の基板との間に樹脂と
液晶とから構成される液晶層を具備し、前記液晶層にあ
ってマトリックス状に画素が配置され、前記各画素の画
素部と前記各画素の周辺部とでは、前記樹脂と前記液晶
との相分離状態が異なっていることを特徴とする液晶パ
ネル。
【請求項６】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板と、前
記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された樹脂
と液晶とから構成される液晶層とを具備し、前記各画素
電極上の前記液晶層は第１の領域と第２の領域を有し、
前記各画素電極上の第１の領域と第２の領域とでは、前
記液晶層の駆動電圧が異なっていることを特徴とする液
晶パネル。
【請求項７】第１の基板と、第２の基板と、未硬化の
樹脂と液晶とが混合された液晶溶液とを準備し、前記第
１の基板と前記第２の基板との間に前記液晶溶液を注入
する第１の工程と、マトリックス状に配置される各画素
の画素部に照射する光の強度と前記各画素の周辺部に照
射する光の強度とが異なるように、前記液晶溶液に光を
照射し、前記液晶溶液の樹脂を硬化させて液晶と樹脂と
を相分離させる第２の工程とを具備することを特徴とす
る液晶パネルの製造方法。
【請求項８】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、第２の電極が形成された第２の基板と、
未硬化の樹脂と液晶とが混合された液晶溶液と、前記画
素電極形状に対応した第１の光透過率の領域と第２の光
透過率の領域を有するマスクとを準備し、前記第１の基
板と前記第２の基板との間に前記液晶溶液を注入する第
１の工程と、前記各画素電極上の第１の領域と第２の領
域で、高分子分散液晶層の液晶の平均孔径と平均粒子径
のうち少なくとも一方の径が異なるように、前記マスク
を介して前記液晶溶液に光を照射する第２の工程とを具
備することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項９】光発生手段と、請求項１から請求項６の
いずれかに記載の液晶パネルと、前記光発生手段が発生
した光を前記液晶パネルに導く光学手段と、前記液晶パ
ネルで変調された光を投射する投射手段とを具備したこ
とを特徴とする液晶投写型テレビ。
【請求項１０】光発生手段と、前記光発生手段からの
光を赤色光と緑色光と青色光に分離する光分離手段と、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の液晶パネル
と、前記光発生手段が発生した光を前記液晶パネルに導
く光学手段と、前記液晶パネルで変調された光を投射す
る投射手段とを具備し、前記青色光を変調する液晶パネ
ルの高分子分散液晶層の液晶の平均孔径または平均粒子
径が、赤色光を変調する液晶パネルの高分子分散液晶層
の液晶のそれよりも小さいことを特徴とする液晶投写型
テレビ。