JP3137435B2 - Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the same - Google Patents
Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶投写型テレビに用
いる液晶パネルおよび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影する液晶投写型テ
レビに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal panel for use in a liquid crystal projection type television and a liquid crystal projection type television mainly for enlarging and projecting an image displayed on a small liquid crystal panel onto a screen.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置は軽量、薄型など数多くの
特徴を有するため有用であり、その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影し、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には液晶の旋光
特性を利用したツイストネマチック(以後、TNと呼
ぶ)液晶パネルが用いられている。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is useful because it has many features such as light weight and thinness, and research and development thereof have been active. However, there are many problems such as difficulty in increasing the screen. Therefore, in recent years, a liquid crystal projection television that obtains a large-screen display image by enlarging and projecting a display image of a small liquid crystal panel with a projection lens or the like has been attracting attention. At present, a commercially available liquid crystal projection television uses a twisted nematic (hereinafter referred to as TN) liquid crystal panel utilizing the optical rotation characteristics of liquid crystal.
【0003】まず、一般的な液晶パネルについて説明す
る。図9は液晶パネルの平面図である。図9において、
91はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以
後、TFTと呼ぶ)などが形成されたガラス基板(以
後、アレイ基板と呼ぶ)、92はITOなどからなる透明
電極が形成された基板(以後、対向基板と呼ぶ)、96は
アレイ基板91上のゲート信号線に接続されたTFTのオ
ン・オフを制御する信号を印加するドライブIC(以
後、ゲートドライブICと呼ぶ)、95はアレイ基板91上
のソース信号線にデータ信号を印加するためのドライブ
IC(後ソースドライブICと呼ぶ)、93は偏光フィル
ム、94は液晶を封止するための封止樹脂であり、これら
の各構成要素によって液晶パネルが構成されている。な
お、以後、同一符号を付したものは同一内容あるいは同
一構成もしくは近似的なものである。First, a general liquid crystal panel will be described. FIG. 9 is a plan view of the liquid crystal panel. In FIG.
Reference numeral 91 denotes a glass substrate (hereinafter, referred to as an array substrate) on which a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) as a switching element is formed, and 92, a substrate on which a transparent electrode made of ITO or the like is formed (hereinafter, referred to as an opposite substrate) ), 96 is a drive IC (hereinafter, referred to as a gate drive IC) for applying a signal for controlling on / off of a TFT connected to a gate signal line on the array substrate 91, and 95 is a source signal line on the array substrate 91. A drive IC (hereinafter referred to as a source drive IC) for applying a data signal to the device, a polarizing film 93, a sealing resin 94 for sealing a liquid crystal, and a liquid crystal panel is constituted by these components. ing. In the following, the components denoted by the same reference numerals have the same content, the same configuration, or an approximate configuration.
【0004】図10(a)は従来の液晶パネルの一画素部
の平面図である。また、図10(b)は図10(a)のD−
D′線での断面図である。ただし、図面は説明を容易に
するために説明に不要な箇所は省略しており、また、モ
デル的に描いている。以上のことは以下の図面に対して
も同様である。FIG. 10A is a plan view of one pixel portion of a conventional liquid crystal panel. FIG. 10 (b) shows the D-
It is sectional drawing in the D 'line. However, in the drawings, unnecessary portions are omitted for ease of explanation, and the drawings are modeled. The above applies to the following drawings.
【0005】図10(a)(b)において、12はソース信
号線であり、その一端は図9におけるソースドライブI
C95に接続されている。11はゲート信号線であり、その
一端は図9におけるゲートドライブIC96に接続されて
いる。16は第1の電極、つまりITOからなる画素電極
14が形成されたアレイ基板である。13はTFTの形成位
置である。次に、図11において、21は対向基板、 111は
TN液晶からなる層(以後、TN液晶層と呼ぶ)であ
り、その膜厚は5μm前後である。また、対向電極22上
には遮光層(ブラックマトリクス) 112が形成されてお
り、対向電極22と画素電極14上にはポリイミド樹脂など
の有機物からなる配向膜(図示せず)が形成されてい
る。なお、一画素の大きさは 500μm〜30μm程度であ
る。In FIGS. 10A and 10B, reference numeral 12 denotes a source signal line, one end of which is connected to a source drive I in FIG.
It is connected to C95. Reference numeral 11 denotes a gate signal line, one end of which is connected to the gate drive IC 96 in FIG. 16 is a first electrode, that is, a pixel electrode made of ITO
Reference numeral 14 denotes the formed array substrate. Reference numeral 13 denotes a TFT forming position. Next, in FIG. 11, 21 is a counter substrate, 111 is a layer made of TN liquid crystal (hereinafter referred to as a TN liquid crystal layer), and its film thickness is about 5 μm. A light-shielding layer (black matrix) 112 is formed on the counter electrode 22, and an alignment film (not shown) made of an organic material such as a polyimide resin is formed on the counter electrode 22 and the pixel electrode 14. . Note that the size of one pixel is about 500 μm to 30 μm.
【0006】図12に従来の液晶パネルであるTN液晶パ
ネルの動作の説明図を示す。図12において、 121は偏光
板、 122は偏光方向、 123は透明電極、 124は液晶分
子、 125は信号源、 126はスイッチである。上記各構成
要素よりなる液晶パネルにおいてオフ状態では入射光が
90度回転し、オン状態では回転せずに透過する。したが
って、2枚の偏光板 121の偏光方向が直交していれば、
オフ状態では光が透過、オン状態では遮光される。ただ
し、偏光方向が互いに平行であればその逆になる。以上
のようにTN液晶パネルは光を変調し画像を表示する。FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of a TN liquid crystal panel, which is a conventional liquid crystal panel. In FIG. 12, 121 is a polarizing plate, 122 is a polarization direction, 123 is a transparent electrode, 124 is a liquid crystal molecule, 125 is a signal source, and 126 is a switch. In the off state of the liquid crystal panel including the above components, incident light is
It rotates 90 degrees and transmits without rotating in the on state. Therefore, if the polarization directions of the two polarizing plates 121 are orthogonal,
In the off state, light is transmitted, and in the on state, light is blocked. However, the opposite is true if the polarization directions are parallel to each other. As described above, the TN liquid crystal panel modulates light to display an image.
【0007】以下、上記液晶パネルを用いた従来の液晶
投写型テレビについて図13を参照しながら説明する。図
13は従来の液晶投写型テレビの構成図である。図13にお
いて、 131は集光光学系、 132は赤外線を透過させる赤
外線カットミラー、133aは青色光反射ダイクロイックミ
ラー(以後、BDMと呼ぶ)、133bは緑色光反射ダイク
ロイックミラー(以後、GDMと呼ぶ)、133cは赤色光
反射ダイクロイックミラー(以後、RDMと呼ぶ)、13
4a、134b、134c、136a、136b、136cは偏光板、135a、13
5b、135cは透過型の従来のTN液晶パネル、137a、137
b、137cは投写レンズ系である。なお、説明に不要な構
成物、たとえばフィールドレンズなどは図面から省略し
ている。Hereinafter, a conventional liquid crystal projection television using the above liquid crystal panel will be described with reference to FIG. Figure
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television. In FIG. 13, 131 is a condensing optical system, 132 is an infrared cut mirror for transmitting infrared light, 133a is a blue light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as BDM), and 133b is a green light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as GDM). , 133c are red light reflecting dichroic mirrors (hereinafter referred to as RDMs), 13c
4a, 134b, 134c, 136a, 136b, 136c are polarizing plates, 135a, 13
5b and 135c are transmission type conventional TN liquid crystal panels, 137a and 137
b and 137c are projection lens systems. Note that components unnecessary for the description, such as a field lens, are omitted from the drawings.
【0008】上記構成要素よりなる従来の液晶投写型テ
レビについて、以下に各構成要素の関係と動作について
図13を参照しながら説明する。まず、集光光学系 131か
ら出射された白色光はBDM133aにより青色光(以後、
B光と呼ぶ)が反射され、このB光は偏光板134aに入射
される。BDM133aを透過した光はGDM133bにより緑
色光(以後、G光と呼ぶ)が反射され偏光板134bに、ま
た、RDM133cにより赤色光(以後、R光と呼ぶ)が反
射され偏光板134cにそれぞれ入射される。各偏光板134
a、134b、134c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
晶パネル135a、135b、135cに照射させる。この際、50%
以上の光は前記偏光板134a、134b、134c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。A conventional liquid crystal projection television comprising the above-described components will be described below with reference to FIG. 13 regarding the relationship and operation of each component. First, white light emitted from the condensing optical system 131 is converted into blue light (hereinafter, referred to as blue light) by the BDM 133a.
B light) is reflected, and this B light is incident on the polarizing plate 134a. The light transmitted through the BDM 133a reflects the green light (hereinafter referred to as G light) by the GDM 133b to the polarizing plate 134b, and reflects the red light (hereinafter referred to as R light) by the RDM 133c and enters the polarizing plate 134c. You. Each polarizing plate 134
In a, 134b, and 134c, only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light is transmitted, and the liquid crystal panels 135a, 135b, and 135c are irradiated with the polarization direction of the light aligned. At this time, 50%
The above light is absorbed by the polarizing plates 134a, 134b, 134c, and the brightness of the transmitted light is reduced to half or less at the maximum.
【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136a、136b、136cを透過し、各投写レンズ系137a、13
7b、137cに入射して、前記レンズ系によりスクリーン
(図示せず)に拡大投影される。Each liquid crystal panel modulates the transmitted light according to a video signal. The modulated light passes through each of the polarizing plates 136a, 136b, and 136c according to the degree of modulation, and the light is projected through each of the projection lens systems 137a, 137.
The light enters the lenses 7b and 137c and is enlarged and projected on a screen (not shown) by the lens system.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前述の説明でも明らか
なように、TN液晶を用いた液晶パネル135a、135b、13
5cでは、直線偏光の光を入射させる必要がある。したが
って、TN液晶パネル135a、135b、135cの前後には偏光
板134a、134b、134c、136a、136b、136cを配置する必要
がある。前述の偏光板は理論的に50%以上の光を吸収し
てしまう。したがって、従来の課題としてスクリーンに
拡大投影した際、低輝度画面しか得られないという課題
がある。As is apparent from the above description, the liquid crystal panels 135a, 135b, and 13 using TN liquid crystal are used.
In 5c, linearly polarized light needs to be incident. Therefore, it is necessary to arrange the polarizing plates 134a, 134b, 134c, 136a, 136b, 136c before and after the TN liquid crystal panels 135a, 135b, 135c. The polarizer described above theoretically absorbs more than 50% of the light. Therefore, as a conventional problem, there is a problem that only a low-luminance screen can be obtained when enlarged projection is performed on a screen.
【0011】本発明は前述のことを考慮し、すなわちT
N液晶を用いると偏光板により50%以上の光が吸収され
てしまうため、光利用率が低く、高輝度表示が行えない
という課題があり、そこで、偏光板を用いる必要の無い
高分子分散液晶を用い、高輝度表示高コントラストの液
晶パネルおよび液晶投写型テレビを提供することを目的
とする。The present invention takes into account the foregoing, ie, T
When N liquid crystal is used, 50% or more of the light is absorbed by the polarizing plate. Therefore, there is a problem that the light utilization rate is low and high-luminance display cannot be performed. The object of the present invention is to provide a liquid crystal panel and a liquid crystal projection television having a high luminance display and a high contrast.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の液晶パネルは、対向する2枚の基板のうち
少なくとも一方の基板が透明であり、前記2枚の基板の
対向する面に光透過性を有する電極層が形成され、前記
2枚の基板間に高分子分散液晶層を挟持し、かつ前記2
枚の基板のうち少なくとも一方の基板上で前記高分子分
散液晶層に相対する面に、光透過性を有する等方性媒質
で複数の突起物を形成し、前記突起物間の液晶が一定方
向に配向しているとともに、前記突起物は高分子分散液
晶層を形成する高分子材料を用いて形成する。In order to achieve the above object, a liquid crystal panel according to the present invention has a structure in which at least one of two opposing substrates is transparent, and the opposing surfaces of the two substrates are opposed to each other. An electrode layer having a light-transmitting property is formed on the substrate; a polymer-dispersed liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates;
A plurality of projections are formed on a surface of at least one of the substrates facing the polymer-dispersed liquid crystal layer with an isotropic medium having a light transmitting property, and the liquid crystal between the projections is oriented in a certain direction. And the projections are formed using a polymer material forming a polymer dispersed liquid crystal layer.
【0013】また本発明の液晶投写型テレビは、対向す
る2枚の基板のうち少なくとも一方の基板が透明であ
り、前記2枚の基板の対向する面に光透過性を有する電
極層が形成され、前記2枚の基板間に高分子分散液晶層
を挟持し、かつ前記2枚の基板のうち少なくとも一方の
基板上で前記高分子分散液晶層に相対する面に、光透過
性を有する等方性媒質で複数の突起物を形成し、前記突
起物間の電極層が前記高分子分散液晶層と接していると
ともに、少なくとも前記突起物間の液晶が一定方向に配
向していることを特徴とする液晶パネルと、光発生手段
と、投写レンズとを具備し、前記光発生手段が発した光
を前記液晶パネルに導く第1の光学要素部品として、液
晶パネル内に形成されたストライプ状の突起物と平行な
方向と垂直な方向で曲率が異なり、垂直な方向により大
きな曲率を有するアナモフィックレンズを具備する。ま
た本発明の液晶投写型テレビは、対向する2枚の基板の
うち少なくとも一方の基板が透明であり、前記2枚の基
板の対向する面に光透過性を有する電極層が形成され、
前記2枚の基板間に高分子分散液晶層を挟持し、かつ前
記2枚の基板のうち少なくとも一方の基板上で前記高分
子分散液晶層に相対する面に、光透過性を有する等方性
媒質で複数の突起物を形成し、前記突起物間の電極層が
前記高分子分散液晶層と接しているとともに、少なくと
も前記突起物間の液晶が一定方向に配向していることを
特徴とする液晶パネルと、光発生手段と、投写レンズと
を具備し、前記液晶パネルで変調された光を投影する第
2の光学要素部品として、開口径が方向によって異なる
異形絞りを具備する。In the liquid crystal projection television according to the present invention, at least one of the two opposing substrates is transparent, and an opposing electrode layer is formed on the opposing surfaces of the two substrates. A polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between the two substrates, and a light-transmitting isotropic surface on at least one of the two substrates facing the polymer-dispersed liquid crystal layer. Forming a plurality of protrusions in a conductive medium, the electrode layer between the protrusions is in contact with the polymer-dispersed liquid crystal layer, and at least the liquid crystal between the protrusions is oriented in a certain direction. A liquid crystal panel, a light generating means, and a projection lens, and a stripe-shaped projection formed in the liquid crystal panel as a first optical element component for guiding the light emitted by the light generating means to the liquid crystal panel. In the direction parallel to and perpendicular to the object Different rates, includes an anamorphic lens having a large curvature the vertical direction. In the liquid crystal projection television of the present invention, at least one of the two opposing substrates is transparent, and an electrode layer having light transmittance is formed on the opposing surfaces of the two substrates,
A polymer-dispersed liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates, and at least one of the two substrates has a light-transmitting isotropic surface on a surface facing the polymer-dispersed liquid crystal layer. A plurality of protrusions are formed in a medium, and the electrode layer between the protrusions is in contact with the polymer-dispersed liquid crystal layer, and at least the liquid crystal between the protrusions is oriented in a certain direction. A liquid crystal panel, light generating means, and a projection lens are provided, and as a second optical element component for projecting light modulated by the liquid crystal panel, a modified stop having an aperture diameter different depending on a direction is provided.
【0014】また赤、青、緑用に用いる液晶パネルのう
ち少なくとも1枚は、他の液晶パネルの突起物のピッチ
あるいは高さを変化させている。At least one of the liquid crystal panels used for red, blue, and green has the pitch or height of the projections of another liquid crystal panel changed.
【0015】[0015]
【作用】本発明者等は高分子分散液晶を用いることを考
えてきた。高分子分散液晶を用いた液晶パネルは偏光板
を用いないため光利用効率を非常に高くできる。The present inventors have considered using a polymer-dispersed liquid crystal. Since a liquid crystal panel using a polymer-dispersed liquid crystal does not use a polarizing plate, the light use efficiency can be extremely increased.
【0016】以下、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。Hereinafter, the polymer dispersed liquid crystal will be described. Polymer-dispersed liquid crystals are roughly classified into two types depending on the dispersion state of the liquid crystal and the polymer. One is a type in which a liquid crystal in the form of water droplets is dispersed in a polymer. The liquid crystal is
It exists in a discontinuous state in a polymer. Hereinafter, such a liquid crystal is referred to as a PDLC, and a liquid crystal panel using the liquid crystal is referred to as a PD liquid crystal panel. The other type adopts a structure in which a polymer network is stretched around a liquid crystal layer. It looks just like a sponge with liquid crystal. Liquid crystals exist continuously without being in the form of water droplets. Hereinafter, such a liquid crystal is called a PNLC, and a liquid crystal panel using the liquid crystal is called a PN liquid crystal panel. In order to display an image on the two types of liquid crystal panels, scattering and transmission of light are controlled.
【0017】PD液晶パネルは、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。The PD liquid crystal panel utilizes the property that the refractive index varies in the direction in which the liquid crystal is oriented. In the state where no voltage is applied, the respective liquid crystal droplets are oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer and the liquid crystal, and the incident light is scattered. Here, when a voltage is applied, the alignment directions of the liquid crystals are aligned. If the refractive index when the liquid crystal is aligned in a certain direction is adjusted in advance to the refractive index of the polymer, incident light is transmitted without being scattered.
【0018】これに対して、PN液晶パネルは液晶分子
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PD液晶パネルおよびPN液
晶パネル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、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。さらに、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。On the other hand, a PN liquid crystal panel uses the irregularity of the alignment of liquid crystal molecules. Irregular orientation state,
That is, the incident light is scattered when no voltage is applied. On the other hand, when a voltage is applied to make the arrangement state regular, light is transmitted. The above description of the movement of the liquid crystal of the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel is based on a model. Although the present invention is not limited to one of a PD liquid crystal panel and a PN liquid crystal panel, a PD liquid crystal panel will be described as an example for ease of explanation.
The PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel are collectively referred to as a polymer dispersed liquid crystal panel. Further, liquids containing liquid crystal to be injected into the polymer dispersed liquid crystal panel are collectively referred to as liquid crystal solution or resin, and a state in which the resin component in the liquid crystal solution is polymerized and cured is referred to as polymer.
【0019】このような分散タイプの液晶表示素子の液
晶層となる高分子分散液晶層におけるポリマーマトリク
スとしては、基本的には透明であれば、熱可塑性樹脂で
も熱硬化性樹脂であってもさしつかえないが、紫外線硬
化型の樹脂が最も簡便で、性能も良く一般に使用される
ことが多い。その理由として従来のTNモード液晶バネ
ルの製造方法がそのまま応用できるためである。従来の
液晶パネルの製造方法として、まず上下2枚の基板にあ
らかじめ所定の電極パターンを形成しておき、この電極
同士が対向するように2枚の基板を重ね合わせる。この
際に所定の大きさの粒径の揃ったスペーサを基板間には
さみこみ、2枚の基板の間隙を保持できるようにした状
態で2枚の基板をエポキシ樹脂のシール材で固定させ
る。次にこのようにして得られた空セルの中に液晶を注
入するといった製造方法が多く用いられている。As the polymer matrix in the polymer-dispersed liquid crystal layer which becomes the liquid crystal layer of such a dispersion type liquid crystal display element, basically, if it is transparent, it can be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Although not available, UV-curable resins are the simplest, have good performance, and are commonly used. The reason is that the conventional method of manufacturing a TN mode liquid crystal panel can be applied as it is. As a conventional method of manufacturing a liquid crystal panel, first, a predetermined electrode pattern is formed on two upper and lower substrates in advance, and the two substrates are overlapped so that the electrodes face each other. At this time, a spacer having a predetermined size and a uniform particle size is sandwiched between the substrates, and the two substrates are fixed with an epoxy resin sealing material in a state where a gap between the two substrates can be maintained. Next, a manufacturing method of injecting a liquid crystal into the empty cell thus obtained is often used.
【0020】この製造方法を応用して分散タイプの液晶
パネルを製造するためには、ポリマーマトリクスの材料
を紫外線硬化型の樹脂、特にその一例としてアクリル系
の樹脂を用いれば、注入前においてはモノマーあるいは
/およびオリゴマーといった比較的低粘度な前駆体とし
て存在し、液晶とのブレンド物は常温で注入するのに十
分な流動性を有しているので、従来の液晶パネルの製造
方法を応用して、注入後に光照射して硬化反応を進めて
高分子分散液晶層を形成するという方法を用いれば容易
に分散タイプの液晶パネルを作成できる。In order to manufacture a dispersion type liquid crystal panel by applying this manufacturing method, if the material of the polymer matrix is an ultraviolet-curable resin, particularly an acrylic resin as an example, the monomer can be used before the injection. And / or exists as a relatively low viscosity precursor such as an oligomer, and the blend with the liquid crystal has sufficient fluidity to be injected at room temperature. If a method of forming a polymer-dispersed liquid crystal layer by irradiating light after injection and promoting a curing reaction is used, a dispersion-type liquid crystal panel can be easily formed.
【0021】また、注入した後にパネルに紫外線を照射
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、液晶のみ相分離して、樹脂分と比較して液晶の
量が少ない場合は独立した粒子状の液晶滴が形成され、
一方液晶の量が多い場合は高分子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。この際に液晶滴の粒子径、
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
なおかつ大きさとしては 0.1μm〜数μmの範囲でなけ
れば光の散乱性は悪く、コントラストが上がらない。こ
のためには比較的短時間で硬化が終了しうる材料でなけ
ればならず、紫外線硬化型樹脂が望ましい。Further, by irradiating the panel with ultraviolet rays after the injection, only the resin causes a polymerization reaction to become a polymer, and only the liquid crystal is phase-separated. Liquid crystal droplets are formed,
On the other hand, when the amount of the liquid crystal is large, the polymer matrix exists in the liquid crystal material in the form of particles or a network, and the liquid crystal is formed so as to form a continuous layer. At this time, the particle size of the liquid crystal droplet,
Alternatively, if the pore diameter of the polymer network is somewhat uniform and the size is not in the range of 0.1 μm to several μm, the light scattering property is poor and the contrast does not increase. For this purpose, the material must be a material that can be cured in a relatively short time, and an ultraviolet curable resin is desirable.
【0022】高分子分散液晶パネルの動作について図14
(a)(b)を用いて簡単に述べる。図14(a)(b)
は高分子分散液晶パネルの動作の説明図である。図14
(a)(b)において、 141はアレイ基板、 142は画素
電極、 143は対向電極、 144は水滴状液晶、 145はポリ
マー、 146は対向基板である。画素電極 142にはTFT
などが接続され、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14(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 144は不規
則な方向に配向している。この状態ではポリマー 145と
液晶とに屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで図14
(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 141より出射する。FIG. 14 shows the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel.
A brief description will be given using (a) and (b). FIG. 14 (a) (b)
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. Fig. 14
14A and 14B, reference numeral 141 denotes an array substrate, 142 denotes a pixel electrode, 143 denotes a counter electrode, 144 denotes a liquid crystal in the form of droplets, 145 denotes a polymer, and 146 denotes a counter substrate. The pixel electrode 142 has a TFT
And the like, and a voltage is applied to the pixel electrode by turning on and off the TFT, and the direction of liquid crystal alignment on the pixel electrode is changed to modulate light. As shown in FIG. 14A, when no voltage is applied, each of the liquid crystal droplets 144 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 145 and the liquid crystal, and the incident light is scattered. Here Figure 14
As shown in (b), when a voltage is applied to the pixel electrode, the directions of the liquid crystals are aligned. If the refractive index when the liquid crystal is oriented in a certain direction is adjusted in advance to the refractive index of the polymer, the incident light is emitted from the array substrate 141 without being scattered.
【0023】以上のように、高分子分散液晶パネルは偏
光板を用いないため、光利用効率が高く、非常に高輝度
の表示画像が得られる。しかし、前記液晶を液晶パネル
に用いようとすると次の課題がある。As described above, since the polymer-dispersed liquid crystal panel does not use a polarizing plate, the light use efficiency is high and a display image with extremely high luminance can be obtained. However, when the above-mentioned liquid crystal is used for a liquid crystal panel, there are the following problems.
【0024】一つは高分子分散液晶層と対向電極あるい
は画素電極との剥離である。これはITOなどで構成さ
れる電極と高分子分散液晶層との密着度が低いために発
生する。液晶投写型テレビでは光源としてのランプ点灯
時には液晶パネルには50〜60度の温度が印加され、逆に
消灯時には室温の10〜30度となる。したがって、液晶投
写型テレビの電源をオン・オフすることにより液晶パネ
ルはヒートショック試験を行なわれているような過酷な
状態にさらされる。このヒートショック状態などにより
前述の剥離が発生する。One is separation of the polymer dispersed liquid crystal layer from the counter electrode or pixel electrode. This occurs because the degree of adhesion between the electrode composed of ITO or the like and the polymer dispersed liquid crystal layer is low. In a liquid crystal projection television, a temperature of 50 to 60 degrees is applied to the liquid crystal panel when a lamp as a light source is turned on, and a room temperature of 10 to 30 degrees when turned off. Therefore, when the power of the liquid crystal projection television is turned on / off, the liquid crystal panel is exposed to a severe condition such as a heat shock test. The above-described peeling occurs due to this heat shock state or the like.
【0025】他の1つは散乱特性が悪いという点であ
る。この高分子分散型液晶パネルをデバイスとして実用
化しうる際には低電圧で駆動でき、十分なコントラスト
を有していることが要求される。表示性能に最も影響を
およぼす特性がこのコントラストであり、直視のもので
30:1以上、投写のもので 200:1以上が望まれ、これ
以上のものでは表示の認識が不十分となる。コントラス
トを大きくするためには黒レベルでの透過率をできるだ
け小さく抑える。すなわち、光散乱特性を高めることが
必要である。高分子分散液晶パネルに於いて光散乱性能
を向上させるには、高分子マトリクス内の液晶滴の粒径
の最適化、液晶材料のΔnの増大、液晶滴内の液晶分子
のランダム度の増加などの手法が考えうる。しかし、現
状では高分子分散液晶パネルの光散乱特性はまだまだ低
く、理想的な散乱状態である完全拡散状態には達してい
ない。Another is that the scattering characteristics are poor. When this polymer-dispersed liquid crystal panel can be put to practical use as a device, it must be driven at a low voltage and have a sufficient contrast. The characteristic that most affects display performance is this contrast, which can be viewed directly.
A ratio of 30: 1 or more and a projection type of 200: 1 or more are desired, and a value larger than 30: 1 results in insufficient display recognition. To increase the contrast, the transmittance at the black level is kept as small as possible. That is, it is necessary to improve the light scattering characteristics. To improve the light scattering performance of polymer dispersed liquid crystal panels, optimization of the particle size of liquid crystal droplets in the polymer matrix, increase of Δn of liquid crystal material, increase of randomness of liquid crystal molecules in liquid crystal droplets, etc. Can be considered. However, at present, the light scattering characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal panel are still low, and have not yet reached the perfect diffusion state, which is an ideal scattering state.
【0026】特に投写型ディスプレイとして用いる場
合、現状一般的に用いられているFナンバーが4〜5の
投写レンズを用いると、現状の高分子分散液晶パネルを
使用した場合の白表示と黒表示の明るさの比は約50:1
であり、コントラストの悪い表示となる。In particular, when used as a projection type display, when a projection lens having an F-number of 4 to 5 which is currently generally used is used, white display and black display when the current polymer dispersed liquid crystal panel is used are used. Brightness ratio is about 50: 1
, Resulting in a display with poor contrast.
【0027】ここで高分子分散液晶を用いた液晶パネル
について説明する。ポリマーの屈折率np と同一または
その近傍の屈折率の光透過性材料で突起物を形成し、光
透過性材料の屈折率nt とする。また、液晶の常光屈折
率no ,異常光屈折率をne とし、np =no とする。
図14(a)に示すようにオフ状態のとき、液晶層の全体
としての屈折率nx はマクロ的にポリマーの屈折率
np 、液晶の屈折率no とne があわさった屈折率を示
す。ただし液晶が配向している場合には液晶の見かけの
屈折率は(no +ne )/2となり、屈折率を大きく取
ることが可能となってくる。突起物の屈折率nt とnx
は異なるため、両者間に屈折率差が生じる。液晶パネル
に入射した光は突起物により回折され、直進する成分が
少なくなる。言い変えればこの突起物は回折格子として
作用する(以下突起物は回折格子と呼ぶ)。このことは
散乱状態がみかけ上高くなることを意味する。図14
(b)に示すようにオン状態のとき、液晶分子は一定の
方向にならび、np =no =nx となる。したがって、
np =nt =nx となる。このことは液晶層の屈折率n
x と回折格子の屈折率nt の屈折率差が無くなることを
意味する。したがって、回折格子が形成されてないのと
同一の状態となるから、入射光はそのまま直進する。液
晶層とポリマーおよび液晶層と回折格子の屈折率差が大
きければ、その散乱性能および回折効率は大きくなる。Here, a liquid crystal panel using a polymer dispersed liquid crystal
Will be described. Polymer refractive index np Same as or
A projection is formed of a light-transmitting material having a refractive index near the
Refractive index n of transmissive materialt And In addition, ordinary refraction of liquid crystal
Rate no , The extraordinary light refractive index is ne And np = No And
When the liquid crystal layer is in the off state as shown in FIG.
Refractive index n asx Is the macroscopic refractive index of the polymer
np , The refractive index n of the liquid crystalo And ne Shows the refractive index
You. However, if the liquid crystal is oriented,
The refractive index is (no + Ne ) / 2, a large refractive index
It becomes possible to do. Refractive index n of protrusiont And nx
Are different from each other, a difference in refractive index occurs between the two. LCD panel
The light incident on is diffracted by the protrusion, and the component that goes straight
Less. In other words, these protrusions are used as diffraction gratings.
(Hereinafter, protrusions are referred to as diffraction gratings). This means
It means that the scattering state is apparently higher. Fig. 14
When the liquid crystal molecules are in the ON state as shown in FIG.
Follow the direction, np = No = Nx Becomes Therefore,
np = Nt = Nx Becomes This means that the refractive index n of the liquid crystal layer is
x And the refractive index n of the diffraction gratingt That the refractive index difference of
means. Therefore, no diffraction grating is formed
Since the state is the same, the incident light goes straight as it is. liquid
The refractive index difference between the crystal layer and the polymer and between the liquid crystal layer and the diffraction grating is large.
If it is good, its scattering performance and diffraction efficiency will be large.
【0028】また、回折格子の形成は対向電極あるいは
画素電極上に凹凸を形成していることになる。このこと
は液晶層と前記電極間の密着性を高める。回折格子の材
料に光透過性材料を選定すれば、画素の開口率は低下し
ない。The formation of the diffraction grating means that irregularities are formed on the counter electrode or the pixel electrode. This enhances the adhesion between the liquid crystal layer and the electrodes. If a light transmitting material is selected as the material of the diffraction grating, the aperture ratio of the pixel does not decrease.
【0029】[0029]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例の液晶パネルについて説明する。図1(a)は一実施
例の液晶パネルの一画素の平面図である。ただし、図面
を見易くするために従来例と同様に図1(a)からは対
向電極基板などを省略している。また、先にも述べたよ
うに、図面はモデル的に描いている。たとえば、回折格
子の本数、幅、形状などもこれに該当する。つまり、こ
の本数、幅などに限定するものではない。具体的には、
画素サイズは 200〜30μm、回折回子のピッチPは30〜
2μmである。したがって、通常図1に示すよりも回折
格子の本数は多い。図1(b)は図1(a)のA−A′
線での断面図である。なお、図2(a)は図1(a)の
アレイ基板16上に対向基板21を取り付け、高分子分散液
晶23を前記基板間に注入したときの断面図である。図2
(a)ではゲート信号線11、ソース信号線12ならびにT
FT遮蔽するブラックマトリックスを省いたが、対向基
板21に設けても良い。図1(a)(b)において、15は
アレイ基板16上に形成された突起物(回折格子)であ
る。回折格子の材料としてはSiOx,SiNx,Ta
Ox、ガラス系物質などの無機物質、ポリイミド、アク
リル系樹脂などの有機物質などが例示される。材料の選
定としては高分子分散液晶層23のポリマーの屈折率に対
応して決める。各材料の屈折率は液晶の常光屈折率no
は1.45〜1.55、液晶の異常光屈折率ne は1.65〜1.80、
ポリマーの屈折率np は1.45〜1.55のものがよく用いら
れる。またnp =no にしておく場合が多い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel of one embodiment. However, in order to make the drawing easier to see, the counter electrode substrate and the like are omitted from FIG. As described above, the drawings are modeled. For example, the number, width, shape, and the like of diffraction gratings correspond to this. That is, the present invention is not limited to the number, width, and the like. In particular,
The pixel size is 200 ~ 30μm, the pitch P of the diffraction rotator is 30 ~
2 μm. Therefore, the number of diffraction gratings is usually larger than that shown in FIG. FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
It is sectional drawing in a line. FIG. 2A is a cross-sectional view when the opposing substrate 21 is mounted on the array substrate 16 of FIG. 1A, and the polymer dispersed liquid crystal 23 is injected between the substrates. FIG.
(A) shows the gate signal line 11, the source signal line 12, and T
Although the black matrix for FT shielding is omitted, it may be provided on the counter substrate 21. 1A and 1B, reference numeral 15 denotes a protrusion (diffraction grating) formed on the array substrate 16. As the material of the diffraction grating, SiOx, SiNx, Ta
Examples include inorganic substances such as Ox and glass-based substances, and organic substances such as polyimide and acrylic resin. The selection of the material is determined according to the refractive index of the polymer of the polymer dispersed liquid crystal layer 23. The refractive index of each material liquid of the ordinary refractive index n o
It is 1.45 to 1.55, the liquid crystal of the extraordinary refractive index n e Is 1.65 to 1.80,
Polymer refractive index n p Of 1.45 to 1.55 is often used. And n p = N o It is often kept.
【0030】回折格子の誘電率も、使用する液晶の配向
ベクトルに垂直な方向の誘電率より大きく、平行の誘電
率より小さいものがよい。好ましくは使用する液晶の配
向ベクトルに平行な方向の誘電率と一致させる。このよ
うにすることにより回折格子の上部の液晶層にも充分な
電界を与えることができるとともにその電界方向も基板
と垂直な方向となる。The permittivity of the diffraction grating is preferably larger than the permittivity in the direction perpendicular to the orientation vector of the liquid crystal to be used, and smaller than the permittivity in parallel. Preferably, the dielectric constant in the direction parallel to the orientation vector of the liquid crystal used is made to match. By doing so, a sufficient electric field can be applied to the liquid crystal layer above the diffraction grating, and the direction of the electric field is also perpendicular to the substrate.
【0031】前記液晶パネルに用いる液晶材料としては
ネマチック液晶、スメクチック液晶、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よ
い。また、先に述べた液晶材料のうち異常光屈折率ne
と常光屈折率no の差の比較的大きいシアノビフェニル
系のネマチック液晶が最も好ましい。高分子マトリック
ス材料としては透明なポリマーが好ましく、ポリマーと
しては、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、液晶相と
の分離など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。The liquid crystal material used for the liquid crystal panel is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal, and may be a mixture containing one or more liquid crystal compounds or a substance other than the liquid crystal compound. In addition, among the liquid crystal materials described above, the extraordinary light refractive index n e
And the ordinary refractive index n o Most preferred is a cyanobiphenyl-based nematic liquid crystal having a relatively large difference between the two. As the polymer matrix material, a transparent polymer is preferable, and the polymer may be any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin. In view of the above, it is preferable to use an ultraviolet curing type resin. As a specific example, an ultraviolet curable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic monomer or acrylic oligomer which is polymerized and cured by irradiation with ultraviolet light is particularly preferable.
【0032】このような高分子形成モノマーとしては、
2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリ
コールジアクリレート、トリプロピレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリ
スリトールアクリレートなどである。As such a polymer-forming monomer,
2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, neopentyl glycol acrylate, hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate,
Trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate and the like.
【0033】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレートなどが挙げられる。また
重合を速やかに行なうために重合開始剤を用いても良
く、この例として、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−
フェニルプロパン−1−オン(メルク社製「ダロキュア
1173」)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒ
ドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社製
「ダロキュア1116」)、1−ビドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン(チバガイギー社製「イルガキュア184
」)、ベンジルメチルケタール(チバガイギー社製
「イルガキュア651 」)などが挙げられる。Examples of the oligomer or prepolymer include polyester acrylate, epoxy acrylate and polyurethane acrylate. Further, a polymerization initiator may be used in order to quickly carry out the polymerization. For example, 2-hydroxy-2-methyl-1-
Phenylpropan-1-one ("Darocur" manufactured by Merck & Co., Ltd.)
1173 "), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one (" Darocur 1116 ", manufactured by Merck), 1-vidroxycyclohexylphenyl ketone (" Irgacure 184 ", manufactured by Ciba-Geigy)
)), Benzyl methyl ketal (“Irgacure 651” manufactured by Ciba Geigy) and the like.
【0034】その他に任意成分として連鎖移動剤、光増
感剤、染料、架橋剤などを適宜併用することができる。
この紫外線硬化性化合物中に液晶材料を均一に溶解させ
た液状ないしは粘稠物を2枚の基板間に注入させた後
に、紫外線照射を行って紫外線硬化性化合物のみを硬化
させ、その際に液晶材料のみ相分離して高分子分散液晶
層が形成される。In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a crosslinking agent, and the like can be appropriately used as optional components.
A liquid or viscous material obtained by uniformly dissolving a liquid crystal material in the ultraviolet curable compound is injected between two substrates, and then irradiated with ultraviolet light to cure only the ultraviolet curable compound. Only the material undergoes phase separation to form a polymer dispersed liquid crystal layer.
【0035】高分子分散液晶層中の液晶材料の割合はこ
こで規定してないが、一般には20重量%〜90重量%程度
が良く、好ましくは50重量%〜70重量%程度が良い。20
重量%未満であると液晶滴の量が少なく、散乱の効果が
乏しい。また90重量%超となると高分子と液晶が上下2
層に相分離する傾向が強まり、界面の割合は小さくなり
光散乱は低下する。高分子分散液晶層の構造は液晶分率
によって変わり、だいたい50重量%未満では液晶滴は独
立したドロップレット状として存在し、50重量%以上と
なると高分子と液晶が互いに入り組んだ連続相となる。The proportion of the liquid crystal material in the polymer-dispersed liquid crystal layer is not specified here, but is generally preferably about 20 to 90% by weight, and more preferably about 50 to 70% by weight. 20
When the amount is less than% by weight, the amount of liquid crystal droplets is small, and the scattering effect is poor. When the content exceeds 90% by weight, the polymer and the liquid crystal
The tendency to phase-separate into layers is increased, the proportion of interfaces is reduced and light scattering is reduced. The structure of the polymer-dispersed liquid crystal layer changes depending on the liquid crystal fraction. When the amount is less than about 50% by weight, the liquid crystal droplets exist as independent droplets. When the amount exceeds 50% by weight, a continuous phase is formed in which the polymer and the liquid crystal are intertwined. .
【0036】たとえば紫外線照射を行う際に、パネルの
基板面と平行な方向に磁界を印加し、2枚の基板間に注
入した液晶分子をその磁界方向に配向させたまま紫外線
を照射するとそのまま液晶分子は固定され、図2(b)
の斜視図に模式的に示すように液晶分子24は回折各子15
と平行にその分子長軸を並べて配向する。このとき液晶
層の見かけの屈折率は(no +ne )/2となる。For example, when irradiating ultraviolet rays, a magnetic field is applied in a direction parallel to the substrate surface of the panel, and the liquid crystal molecules injected between the two substrates are irradiated with ultraviolet rays while being oriented in the direction of the magnetic field. The molecule is immobilized, and FIG.
As schematically shown in the perspective view of FIG.
The molecules are aligned with their long axes aligned in parallel. At this time, the apparent refractive index of the liquid crystal layer is (n o + Ne ) / 2.
【0037】正の誘電異方性を有する液晶を用いた場合
を考える。オフ状態のときの液晶層23の屈折率nx は
(no +ne )/2で示される。逆にオン状態のときは
no となる。したがって、液晶がオフ状態のとき回折格
子を出現させ、オン状態のとき回折格子を消滅させるた
めには、回折格子の屈折率nt =no もしくは、その近
傍の値となるようにすればよい。つまり、液晶がオフ状
態のときは液晶層の屈折率nx は(no +ne )/2で
あるからnt ≠nx であり、回折格子15と液晶層23に屈
折率差Δn=(no −ne )/2が生じる。逆に液晶が
オン状態のときは液晶層の屈折率はno となるからno
=np となり、nt =np となる。つまり、回折格子15
と液晶層23に屈折率差がなくなる。Consider the case where a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used. Refractive indices n x of the liquid crystal layer 23 when in the OFF state The (n o + Ne ) / 2. N o reverse at the time of the on-state Becomes Therefore, in order to make the diffraction grating appear when the liquid crystal is in the off state and to make the diffraction grating disappear when the liquid crystal is in the on state, the refractive index n t of the diffraction grating is required. = N o Alternatively, it may be set to a value in the vicinity thereof. That is, the refractive index of the liquid crystal layer when the liquid crystal is off state n x The (n o + Ne ) / 2, so n t ≠ n x , And the difference in refractive index in the diffraction grating 15 and the liquid crystal layer 23 Δn = (n o -N e ) / 2 occur. The refractive index of the liquid crystal layer when the liquid crystal is turned on reversed n o Since the n o
= N p And n t = N p Becomes That is, the diffraction grating 15
And the liquid crystal layer 23 has no refractive index difference.
【0038】もし液晶分子24が配向せずランダムな方向
を向いていると考えた場合のオフ状態のときの液晶層23
の屈折率nx は(2no +ne )/3となる。回折格子
15と液晶層23との屈折率差Δn=(ne −no )/3と
なる。これと比較すると液晶分子24を配向させた場合の
方が回折格子15と液晶層23との屈折率差Δnを大きく取
れる。すなわち回折効率を大きくすることができる。If it is considered that the liquid crystal molecules 24 are not oriented but oriented in random directions, the liquid crystal layer 23 in the off state is considered.
Index of refraction nx Is (2n o + Ne ) / 3. Diffraction grating
15 the refractive index difference between the liquid crystal layer 23 Δn = (n e -N o ) / 3. In comparison with this, the refractive index difference Δn between the diffraction grating 15 and the liquid crystal layer 23 can be larger when the liquid crystal molecules 24 are aligned. That is, the diffraction efficiency can be increased.
【0039】また回折格子の屈折率nt とポリマーの屈
折率np の屈折率差は0.1 以内にすることが望ましく、
さらには0.1 以内の材料を選定すべきである。以上の検
討から、回折格子の形成材料としては、現状の無機材料
としてはプロセス上形成・加工が容易なSiO2 が適し
ていると考えられる。SiO2 の屈折率は通常1.45〜1.
50程度である。また、形成方法としてはSiO2 を蒸着
後、パターンマスクを形成しエッチングすればよい。ま
た、有機材料としては、液晶層23に用いるものと同一の
透明なポリマーを用いるのが最適である。上記のような
材料を用いた回折格子の形成方法としては、ロールクォ
ーターあるいはスピンナーなどで基板上に塗布し、パタ
ーンマスクを用いて必要な部分のみ重合するなどすれば
よい。また、ポリマー+ドーパントからなる感光性樹脂
を基板にスピンコートし、パターンマスクを介して露光
したのち、減圧加熱によりドーパントを昇華させる方式
でドライ現像する方法もある。Also, the refractive index n t of the diffraction grating And polymer refractive index n p Is preferably within 0.1.
Furthermore, materials within 0.1 should be selected. From the above examination, as a material for forming a diffraction grating, SiO 2, which can be easily formed and processed in terms of process, as the current inorganic material, is used. Is considered suitable. SiO 2 Has a refractive index of 1.45 to 1.
It is about 50. Further, as a forming method, SiO 2 After vapor deposition, a pattern mask may be formed and etched. As the organic material, it is optimal to use the same transparent polymer as that used for the liquid crystal layer 23. As a method for forming a diffraction grating using the above-described materials, application to a substrate using a roll quarter or a spinner or the like, and polymerization of only necessary portions using a pattern mask may be performed. There is also a method in which a photosensitive resin composed of a polymer and a dopant is spin-coated on a substrate, exposed through a pattern mask, and then subjected to dry development by sublimation of the dopant by heating under reduced pressure.
【0040】回折格子15のピッチp,高さdは変調する
光の波長λ,液晶層23の屈折率および光学系の光の指向
性および必要とする回折効率などによりかなり異なる。
電圧無印加の状態で、出射光線は散乱および回折の影響
を受けている。たとえば図1の如く、回折格子15が矩形
断面形状の場合は回折角度θ、および0次回折光の効率
η0 は以下のように与えられる。The pitch p and height d of the diffraction grating 15 vary considerably depending on the wavelength λ of the light to be modulated, the refractive index of the liquid crystal layer 23, the light directivity of the optical system, the required diffraction efficiency, and the like.
When no voltage is applied, the emitted light beam is affected by scattering and diffraction. For example, as shown in FIG. 1, when the diffraction grating 15 has a rectangular cross section, the diffraction angle θ and the efficiency η 0 of the 0th- order diffracted light are obtained. Is given as follows:
【0041】 sinθ=mλ/p(但しmは回折次数) η0 =0.5 *(1+cosδ) 但し、δ=2πΔnd/λ したがって、ピッチp・高さdは光学系の光の指向性,
回折角度θ,波長λにより決定すべきである。しかし、
回折格子形成上のプロセス条件などに左右されることも
多い。およそピッチtは2μm〜60μmであり、中でも
4μm〜20μmが最適である。なお、プロセス上、回折
格子の形状はサインカーブ状あるいは台形状となること
が多いが、所望の回折効率・回折角度にあわせて設計す
れば、その効果には問題がない。このことは以下の他の
実施例についても同様である。Sin θ = mλ / p (where m is the diffraction order) η 0 = 0.5 * (1 + cos δ) where δ = 2πΔnd / λ Therefore, the pitch p and the height d are the directivity of light of the optical system,
It should be determined by the diffraction angle θ and the wavelength λ. But,
It often depends on the process conditions for forming the diffraction grating. The pitch t is about 2 μm to 60 μm, and most preferably, 4 μm to 20 μm. Although the shape of the diffraction grating is often sinusoidal or trapezoidal due to the process, there is no problem in its effect if it is designed according to the desired diffraction efficiency and diffraction angle. This is the same for the other embodiments described below.
【0042】また、液晶層の膜厚は5μm〜25μmの範
囲が好ましく、内でも8μm〜15μmの範囲が好まし
い。これは、膜厚が25μm超になると液晶パネルに入射
した光は完全拡散状態となり散乱特性が良好となるが、
駆動に高電圧が必要になる。一方、膜厚が5μm未満で
あれば低い電圧で駆動できるが散乱特性が悪くなり、コ
ントラストが低くなる。The thickness of the liquid crystal layer is preferably in the range of 5 μm to 25 μm, and more preferably in the range of 8 μm to 15 μm. This is because when the film thickness exceeds 25 μm, the light incident on the liquid crystal panel is in a completely diffused state and the scattering characteristics are good,
High voltage is required for driving. On the other hand, if the film thickness is less than 5 μm, it can be driven at a low voltage, but the scattering characteristics are poor and the contrast is low.
【0043】液晶分子24を配向させる他の方法としては
従来TNモード液晶で用いられているようにラビング処
理などで直接回折格子15を布などでこすりつけても良
い。以下、本発明の第2の実施例について説明するが、
説明は第1の実施例との差異のみにとどめる。したがっ
て、説明のない事項は第1の実施例と同様である。以上
のことは以下の他の実施例についても同様である。図3
(a)は本発明の第2の実施例における液晶パネルの断
面図である。第2の実施例における液晶パネルでは、画
素電極14上に形成した突起物35の間の画素電極上にも、
突起物35を構成する材料が薄膜状に形成されている。こ
の部分の厚みはおよそ 200オングストロームから1ミク
ロン程度が好ましく、あまり厚くなると電圧降下が起こ
り、液晶に電界がかからなくなり駆動しなくなる。この
突起物35間をラビング処理することで図3(b)の斜視
図に模式的に示すように、液晶分子24を配向させる。As another method of aligning the liquid crystal molecules 24, the diffraction grating 15 may be directly rubbed with a cloth or the like by a rubbing treatment or the like as conventionally used in a TN mode liquid crystal. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
The description is limited to the differences from the first embodiment. Therefore, items not described are the same as in the first embodiment. The same applies to the following other embodiments. FIG.
(A) is a sectional view of a liquid crystal panel in a second embodiment of the present invention. In the liquid crystal panel according to the second embodiment, also on the pixel electrode between the projections 35 formed on the pixel electrode 14,
The material constituting the protrusion 35 is formed in a thin film shape. The thickness of this portion is preferably about 200 angstroms to about 1 micron. If the thickness is too large, a voltage drop occurs, and no electric field is applied to the liquid crystal, so that the liquid crystal is not driven. By rubbing the space between the projections 35, the liquid crystal molecules 24 are aligned as schematically shown in the perspective view of FIG.
【0044】以下、本発明の第3の実施例について説明
する。図4(a)に本発明の液晶パネルの一画素の平面
図を示す。画素電極14上には、ブロック状、あるいは柱
状に突起物45が一定の間隔をおいて形成されている。第
1または第2の実施例では、突起物はストライプ状に形
成されていたために、入射した光は1次元にしか回折し
なかった。本実施例のように突起物を形成すれば、入射
した光は2次元に回折する。第1または第2の実施例の
ように液晶を配向させることにより、さらに散乱および
回折の効果を高める。図4(b)は図4(a)のB−
B′線での断面図である。Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4A is a plan view of one pixel of the liquid crystal panel of the present invention. On the pixel electrode 14, protrusions 45 are formed at regular intervals in a block shape or a column shape. In the first and second embodiments, since the protrusions were formed in a stripe shape, the incident light was diffracted only one-dimensionally. If the projection is formed as in this embodiment, the incident light is diffracted two-dimensionally. By aligning the liquid crystal as in the first or second embodiment, the effects of scattering and diffraction are further enhanced. FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG.
It is sectional drawing in the B 'line.
【0045】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
型テレビの一実施例の構成図である。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25
0 Wのメタルハライドランプを有している。また凹面鏡
は有視光のみを反射させるように構成されている。さら
に集光光学系51の出射端には紫外線カットフィルタが配
置されている。52は赤外線を透過させ有視光のみを反射
させる赤外線カットミラーである。ただし、赤外線カッ
トミラー52は集光光学系51の内部に配置してもよいこと
は言うまでもない。また、53aはBDM、53bはGD
M、53cはRDMである。なお、BDM53aからRDM
53c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。Hereinafter, a liquid crystal projection television according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention. However, components unnecessary for the description are omitted. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a condensing optical system, in which a concave mirror and 25
It has a 0 W metal halide lamp. The concave mirror is configured to reflect only visible light. Further, an ultraviolet cut filter is disposed at the emission end of the light collecting optical system 51. An infrared cut mirror 52 transmits infrared light and reflects only visible light. However, it goes without saying that the infrared cut mirror 52 may be arranged inside the condensing optical system 51. 53a is BDM, 53b is GD
M and 53c are RDMs. It should be noted that, from BDM53a to RDM
The arrangement of 53c is not limited to the above-mentioned order, and it goes without saying that the last RDM 53c may be replaced by a total reflection mirror.
【0046】54a、54bおよび54cは本発明の液晶パネ
ルである。なお、液晶パネルのうちR光を変調する液晶
パネル54c内に形成される回折格子の高さdを他の液晶
パネルの回折格子の高さdよりも 0.2μm〜1.0 μm高
く形成している。これは、回折度合は変調する光の波長
に依存するためである。また、必要に応じて青光変調用
の液晶パネル54aの回折格子の高さも緑用に比較して
0.2μm〜1.0 μm低く形成する。また、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
晶粒子径を大きく、もしくは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
ことにより制御が可能である。液晶膜厚は液晶層中のビ
ーズ径を変化することにより調整できる。55a、55b、
55c、57a、57bおよび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で投写レンズ系を構成している。また、アパー
チャ56は投写レンズ系のFNo.が大きいとき必要がな
いことは明らかである。Reference numerals 54a, 54b and 54c are liquid crystal panels of the present invention. The height d of the diffraction grating formed in the liquid crystal panel 54c that modulates the R light of the liquid crystal panel is formed to be 0.2 μm to 1.0 μm higher than the height d of the diffraction gratings of the other liquid crystal panels. This is because the degree of diffraction depends on the wavelength of the light to be modulated. Also, if necessary, the height of the diffraction grating of the liquid crystal panel 54a for blue light modulation may be higher than that for green.
It is formed 0.2 μm to 1.0 μm lower. The liquid crystal panel 54c that modulates the R light has a larger droplet-shaped liquid crystal particle diameter or a larger liquid crystal film thickness than other liquid crystal panels. This is because the scattering characteristic decreases as the light becomes longer in wavelength. The particle size of the water-droplet liquid crystal can be controlled by controlling ultraviolet light at the time of polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the diameter of the beads in the liquid crystal layer. 55a, 55b,
55c, 57a, 57b and 57c are lenses, and 56a, 56b and 56c are apertures as apertures. 55, 56
And 57 constitute a projection lens system. The aperture 56 is provided with an FNo. Obviously this is not necessary when is large.
【0047】以下、本実施例の液晶投写型テレビの動作
について説明する。なお、赤(R)緑(G)、青(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BDM53aにより反射される。このB光は高分子分
散液晶パネル54aに入射する。散乱した光はアパーチャ
56aで遮光され、逆に平行光または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57
aによりスクリーン(図示せず)に拡大投影される。以
上のようにして、スクリーンには画像のB光成分が均一
に表示される。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。The operation of the liquid crystal projection television according to the present embodiment will be described below. In addition, red (R) green (G), blue (B)
Since the operation of each light modulation system is substantially the same, the modulation system of B light will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 51, and the B light component of the white light is reflected by the BDM 53a. This B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 54a. The scattered light is aperture
Conversely, parallel light or light within a predetermined angle passes through the aperture 56a. The modulated light passes through the projection lens 57
The image is enlarged and projected on a screen (not shown) by a. As described above, the B light component of the image is uniformly displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 54b modulates the light of the G light component, and the polymer dispersed liquid crystal panel 54c modulates the light of the R light component, so that a color image is displayed on the screen.
【0048】投写レンズ系の配置などは、以下のとおり
である。まず、液晶表示装置の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。以上のよう
な投写レンズ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。The arrangement of the projection lens system is as follows. First, the polymer dispersed liquid crystal panel 54 of the liquid crystal display device
The distance L between the lens 55 and the lens 55 and the distance between the lens 55 and the aperture 56 are arranged to be substantially equal. The above-described projection lens system plays a role of transmitting parallel rays transmitted through each liquid crystal panel and blocking light scattered by each liquid crystal panel. As a result, a high-contrast full-color display can be realized on the screen. If the aperture diameter D of the aperture is reduced, the contrast is improved. However, the image brightness on the screen decreases.
【0049】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、10
μm〜15μmのときレンズの集光角θは全角で8度以下
にする必要があった。中でも6度前後が最適であり、そ
のとき、コントラストは画面中心部で 100:1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 200ft−L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。ランプは短アークのものを用いる。より具体
的には図5の構成図は一例として図6に示す斜視図など
で示される。図6において51は集光光学系、53はダイク
ロイックミラー、54は本発明の液晶パネル、61、62はレ
ンズ、63はミラー、64a、64bおよび64cは投写レンズ
またはアパーチャを具備した投写レンズ系である。When the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 10
In the case of μm to 15 μm, the condensing angle θ of the lens needs to be 8 degrees or less in all angles. Among them, around 6 degrees is optimal, and the contrast is 100: 1 at the center of the screen.
When projected on a 40-inch screen with a rear television, the screen gain was 200 ft-L or more at a screen gain of 5, and a screen luminance equal to or higher than that of a CRT projection television could be obtained. Use a short arc lamp. More specifically, the configuration diagram of FIG. 5 is shown as a perspective view shown in FIG. 6 as an example. In FIG. 6, reference numeral 51 denotes a condensing optical system, 53 denotes a dichroic mirror, 54 denotes a liquid crystal panel of the present invention, 61 and 62 denote lenses, 63 denotes mirrors, and 64a, 64b and 64c denote projection lenses or projection lens systems having apertures. is there.
【0050】ところが回折格子を有する高分子分散液晶
パネルにおいては、出射する光の波面方向によって散乱
(回折)の度合いが異なる。図7に本発明の液晶パネル
がOFF時にパネルより出射される光の強度分布をモデ
ル的に示した。図7(a)に回折格子15と垂直な方向の
波面の光の強度分布を示した。このとき入射した光は散
乱するとともに、回折して出射する。ところが図7
(b)に示すように、回折格子15と平行な方向の波面の
光の強度分布は回折は全くせず散乱の影響のみしか受け
ていない。このようにそれぞれの光の振動方向で散乱
(回折)効果に差が生じる。そこで図8に本発明の液晶
投写型テレビの第2の実施例を示すが、光がパネルに入
射する前にアナモフィックレンズ88a、88b、88cを配
し、あらかじめ光の広がり角度に差をもたせてからパネ
ルに光を入射させることにより散乱性能の異方向性を補
正する。この補正は、パーチャ86a、86b、86cの開口
率をパネルの散乱特性の違いに合わせてその方向によっ
て異なるような形状に開けることによっても可能であ
る。However, in a polymer dispersed liquid crystal panel having a diffraction grating, the degree of scattering (diffraction) differs depending on the wavefront direction of emitted light. FIG. 7 schematically shows an intensity distribution of light emitted from the liquid crystal panel of the present invention when the panel is OFF. FIG. 7A shows a light intensity distribution of a wavefront in a direction perpendicular to the diffraction grating 15. At this time, the incident light is scattered, diffracted, and emitted. However, FIG.
As shown in (b), the light intensity distribution of the wavefront in the direction parallel to the diffraction grating 15 is not diffracted at all and is only affected by scattering. Thus, there is a difference in the scattering (diffraction) effect in the vibration direction of each light. FIG. 8 shows a second embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention. Before the light enters the panel, anamorphic lenses 88a, 88b and 88c are arranged so that the spread angle of the light has a difference in advance. The light is incident on the panel from above to correct the misdirection of the scattering performance. This correction can also be made by opening the aperture ratios of the apertures 86a, 86b, 86c in different shapes depending on the directions in accordance with the difference in the scattering characteristics of the panels.
【0051】また、本発明の液晶パネルの構成はTFT
に限定するものではなく、ダイオードなどの2端子素子
をスイッチング素子として用いる液晶表示装置でも有効
である。The configuration of the liquid crystal panel of the present invention is a TFT panel.
The present invention is not limited to this, and is also effective for a liquid crystal display device using a two-terminal element such as a diode as a switching element.
【0052】また、図5または図8においては光は対向
基板側から入射させるとしたが、これに限定するもので
はなく、アレイ基板から入射させても同様の効果が得ら
れることは明らかである。以上のように、本発明の液晶
パネルおよび液晶投写型テレビは光の入射方向に左右さ
れるものではない。In FIG. 5 or FIG. 8, the light is incident from the counter substrate side. However, the present invention is not limited to this, and it is apparent that the same effect can be obtained even if the light is incident from the array substrate. . As described above, the liquid crystal panel and the liquid crystal projection television according to the present invention are not affected by the incident direction of light.
【0053】また、本発明の液晶投写型テレビの実施例
においてはリア型液晶投写型テレビのように表現した
が、これに限定するものではなく反射型スクリーンに画
像を投影するフロント型液晶投写型テレビでもよいこと
は言うまでもない。さらに、本実施例の液晶投写型テレ
ビにおいては、ダイクロイックミラーにより色分離を行
なうとしたがこれに限定するものではなく、たとえば吸
収型色フィルタを用いて、色分離を行なってもよい。In the embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention, the rear liquid crystal projection television is described as an example. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, it can be a TV. Furthermore, in the liquid crystal projection television of this embodiment, the color separation is performed by the dichroic mirror. However, the present invention is not limited to this. For example, the color separation may be performed using an absorption color filter.
【0054】また、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、反射型液晶パネルでもよい。その場合は、画素電極
を金属物質で反射電極にすればよい。回折格子は対向電
極あるいは前記反射電極上に形成する。Although the liquid crystal panel of the present invention has been described as a transmissive liquid crystal panel, the present invention is not limited to this, and may be a reflective liquid crystal panel. In that case, the pixel electrode may be a reflective electrode made of a metal material. The diffraction grating is formed on the counter electrode or the reflection electrode.
【0055】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影する構成であってもよいこと
は言うまでもない。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としたが、これに限定するも
のではない。たとえば、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、前記パネルの画素を投影す
る単パネル投写型テレビでもよい。In the liquid crystal projection television of this embodiment, one projection lens system is provided for each of the R, G, and B light modulation systems. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that the display image modulated by the liquid crystal panel may be combined into one and then may be incident on one projection lens system and projected. Further, a liquid crystal panel for modulating each of R, G, and B lights is provided, but the present invention is not limited to this. For example, a single-panel projection television that attaches a mosaic color filter to one liquid crystal panel and projects the pixels of the panel may be used.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明の液晶パネルで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
内に回折格子を形成しており、液晶がオン状態のときは
液晶層23とのほぼ屈折率差がなくなり、回折格子が形成
されていない状態となる。したがって、液晶パネルに入
射した光は回折されることなくそのまま直進する。逆に
液晶がオフ状態時は、液晶層23と回折格子間に屈折率差
が生じ、回折格子が機能する。したがって、液晶パネル
に入射した光は回折される。このことは直進する光の量
が減少することを意味する。以上の回折の効果により液
晶パネルのコントラストは大幅に向上する。As is clear from the above description of the embodiment, since the liquid crystal panel of the present invention uses a polymer-dispersed liquid crystal, it has a luminance twice or more that of a liquid crystal panel using a TN liquid crystal. You can get the screen. Further, a diffraction grating is formed in the liquid crystal panel, and when the liquid crystal is in the ON state, there is almost no difference in the refractive index from the liquid crystal layer 23, so that no diffraction grating is formed. Therefore, the light incident on the liquid crystal panel goes straight without being diffracted. Conversely, when the liquid crystal is in the off state, a difference in refractive index occurs between the liquid crystal layer 23 and the diffraction grating, and the diffraction grating functions. Therefore, light incident on the liquid crystal panel is diffracted. This means that the amount of light traveling straight is reduced. The contrast of the liquid crystal panel is greatly improved by the above-described diffraction effect.
【0057】また、回折格子は光透過性物質で形成して
いるので、画素の開口率を低下することがない。また本
発明によれば、高分子分散液晶層23内の液晶分子の配列
をあらかじめ揃えることで見かけの屈折率を高くし、液
晶とポリマーおよび液晶と回折格子の屈折率差を大きく
することができる。このことはそれぞれ散乱特性、回折
効率を向上させる。Further, since the diffraction grating is formed of a light transmitting material, the aperture ratio of the pixel does not decrease. According to the present invention, the apparent refractive index can be increased by previously aligning the liquid crystal molecules in the polymer dispersed liquid crystal layer 23, and the refractive index difference between the liquid crystal and the polymer and between the liquid crystal and the diffraction grating can be increased. . This improves the scattering characteristics and the diffraction efficiency, respectively.
【0058】以上の本発明の液晶パネルを本発明の液晶
投写型テレビに用いるとその効果は著しい。光の回折効
果により画像のコントラストを大幅に向上できる。ま
た、本発明では、アナモフィックレンズならびに異形絞
りを用いることによって、画面の明るさを均一に、かつ
コントラスト比を均一に得ることができる。また光の利
用効率も上がるために明るい表示が得られる。さらに本
発明では、特に主としてR用の液晶パネルの回折格子の
高さ、液晶層の膜厚または水滴状液晶径を他のパネルと
変化させることにより画像全体としてのコントラストを
大幅に向上させることができる。When the above-described liquid crystal panel of the present invention is used for the liquid crystal projection television of the present invention, the effect is remarkable. The contrast of the image can be greatly improved by the light diffraction effect. Further, in the present invention, by using the anamorphic lens and the modified stop, it is possible to obtain a uniform screen brightness and a uniform contrast ratio. In addition, a bright display can be obtained because the light use efficiency is improved. Further, in the present invention, the contrast of the entire image can be significantly improved by changing the height of the diffraction grating, the thickness of the liquid crystal layer, or the diameter of the liquid crystal droplets of the liquid crystal panel mainly for the R panel from other panels. it can.
【図1】本発明の液晶パネルの第1の実施例の平面図お
よび断面図FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a first embodiment of a liquid crystal panel of the present invention.
【図2】本発明の液晶パネルの第1の実施例の断面図お
よび斜視図FIG. 2 is a sectional view and a perspective view of a first embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
【図3】本発明の液晶パネルの第2の実施例の断面図お
よび斜視図FIG. 3 is a sectional view and a perspective view of a second embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
【図4】本発明の液晶パネルの第3の実施例の平面図お
よび断面図FIG. 4 is a plan view and a sectional view of a third embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
【図5】本発明の液晶投写型テレビの第1の実施例の構
成図FIG. 5 is a configuration diagram of a first embodiment of a liquid crystal projection television according to the present invention.
【図6】本発明の液晶投写型テレビの他の実施例の構成
図FIG. 6 is a configuration diagram of another embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention.
【図7】本発明の液晶パネルより出射する光の強度分布
図FIG. 7 is an intensity distribution diagram of light emitted from the liquid crystal panel of the present invention.
【図8】本発明の液晶投写型テレビの第2の実施例の構
成図FIG. 8 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to a second embodiment of the present invention.
【図9】従来の液晶パネルの平面図FIG. 9 is a plan view of a conventional liquid crystal panel.
【図10】従来の液晶パネルの平面図および断面図FIG. 10 is a plan view and a sectional view of a conventional liquid crystal panel.
【図11】従来の液晶パネルの断面図FIG. 11 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel.
【図12】TN液晶パネルの動作の説明図FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of a TN liquid crystal panel.
【図13】従来の液晶投写型テレビの構成図FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.
【図14】高分子分散液晶パネルの動作の説明図FIG. 14 is a diagram illustrating the operation of a polymer dispersed liquid crystal panel.
11 ゲート信号線 12 ソース信号線 13 TFT形成位置 14 画素電極 15 突起物 16 アレイ基板 21 対向基板 22 対向電極 23 高分子分散液晶層 24 液晶分子 51 集光光学系 11 Gate signal line 12 Source signal line 13 TFT formation position 14 Pixel electrode 15 Protrusion 16 Array substrate 21 Counter substrate 22 Counter electrode 23 Polymer dispersed liquid crystal layer 24 Liquid crystal molecules 51 Condensing optical system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−86731(JP,A) 特開 昭63−137211(JP,A) 特開 平4−232917(JP,A) 特開 平3−23422(JP,A) 特開 昭62−235924(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 H04N 5/66 102 H04N 5/74 G02F 1/13 505 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-86731 (JP, A) JP-A-63-137211 (JP, A) JP-A-4-232917 (JP, A) JP-A-3-3 23422 (JP, A) JP-A-62-235924 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 H04N 5/66 102 H04N 5/74 G02F 1/13 505
Claims (3)
方の基板が透明であり、前記2枚の基板の対向する面に
光透過性を有する電極層が形成され、前記2枚の基板間
に高分子分散液晶層を挟持し、かつ前記2枚の基板のう
ち少なくとも一方の基板上で前記高分子分散液晶層に相
対する面に、光透過性を有する等方性媒質で複数の突起
物を形成し、前記突起物間の液晶が一定方向に配向して
いるとともに、前記突起物は高分子分散液晶層を形成す
る高分子材料を用いて形成されることを特徴とする液晶
パネル。At least one of two opposing substrates is provided.
One of the substrates is transparent, and the opposite surface of the two substrates is
An electrode layer having a light-transmitting property is formed between the two substrates.
A polymer dispersed liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates.
At least on one of the substrates,
On the opposite surface, a plurality of projections made of an isotropic medium having optical transparency
And the liquid crystal between the protrusions is oriented in a certain direction.
And the protrusions form a polymer dispersed liquid crystal layer.
A liquid crystal panel characterized by being formed using a polymer material .
方の基板が透明であり、前記2枚の基板の対向する面に
光透過性を有する電極層が形成され、前記2枚の基板間
に高分子分散液晶層を挟持し、かつ前記2枚の基板のう
ち少なくとも一方の基板上で前記高分子分散液晶層に相
対する面に、光透過性を有する等方性媒質で複数の突起
物を形成し、前記突起物間の電極層が前記高分子分散液
晶層と接しているとともに、少なくとも前記突起物間の
液晶が一定方向に配向していることを特徴とする液晶パ
ネルと、光発生手段と、投写レンズとを具備し、前記光
発生手段が発した光を前記液晶パネルに導く第1の光学
要素部品として、液晶パネル内に形成されたストライプ
状の突起物と平行な方向と垂直な方向で曲率が異なり、
垂直な方向により大きな曲率を有するアナモフィックレ
ンズを具備することを特徴とする液晶投写型テレビ。2. The method according to claim 1, wherein at least one of the two opposing substrates is provided.
One of the substrates is transparent, and the opposite surface of the two substrates is
An electrode layer having a light-transmitting property is formed between the two substrates.
A polymer dispersed liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates.
At least on one of the substrates,
On the opposite surface, a plurality of projections made of an isotropic medium having optical transparency
And the electrode layer between the protrusions is the polymer dispersion.
And at least between the projections
A liquid crystal panel characterized in that the liquid crystal is oriented in a certain direction.
A light source, a light generating means, and a projection lens.
First optics for guiding light emitted by the generating means to the liquid crystal panel
Stripes formed in liquid crystal panels as element parts
The curvature is different in the direction parallel to and perpendicular to the shape of the projection,
Anamorphic curves with greater curvature in the vertical direction
A liquid crystal projection television , comprising a lens .
方の基板が透明であり、前記2枚の基板の対向する面に
光透過性を有する電極層が形成され、前記2枚の基板間
に高分子分散液晶層を挟持し、かつ前記2枚の基板のう
ち少なくとも一方の基板上で前記高分子分散液晶層に相
対する面に、光透過性を有する等方性媒質で複数の突起
物を形成し、前記突起物間の電極層が前記高分子分散液
晶層と接しているとともに、少なくとも前記突起物間の
液晶が一定方向に配向していることを特徴とする液晶パ
ネルと、光発生手段と、投写レンズとを具備し、前記液
晶パネルで変調された光を投影する第2の光学要素部品
として、開口径が方向によって異なる異形絞りを具備す
ることを特徴とする液晶投写型テレビ。3. At least one of two opposing substrates.
One of the substrates is transparent, and the opposite surface of the two substrates is
An electrode layer having a light-transmitting property is formed between the two substrates.
A polymer dispersed liquid crystal layer is sandwiched between the two substrates.
At least on one of the substrates,
On the opposite surface, a plurality of projections made of an isotropic medium having optical transparency
And the electrode layer between the protrusions is the polymer dispersion.
And at least between the projections
A liquid crystal panel characterized in that the liquid crystal is oriented in a certain direction.
A liquid generating means, a light generating means, and a projection lens.
Optical element component for projecting light modulated by crystal panel
As an aperture stop with a different aperture diameter depending on the direction
Liquid-crystal projection TV, characterized in that that.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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