JP3269294B2 - 液晶表示パネルと投写型表示装置とビューファインダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のタッチパネルあるいはテ
レビ画像等を表示する表示パネルと、前記表示パネルを
ライトバルブとして用い、前記表示パネルに表示された
画像をスクリーンに拡大投写する表示装置（以後、投写
型表示装置と呼ぶ）、また、前記表示パネルをビデオカ
メラの撮映画像のモニタとして用いる表示装置（以後、
ビューファインダと呼ぶ）等の装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルはＣＲＴに比較して軽
量、薄型などの数多くの特徴を有するため、研究開発が
盛んである。また、近年ではポケットテレビあるいはビ
デオカメラのビューファインダの表示部として用いられ
ている。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、小型の表示パネルの表示画像を投写
レンズなどにより拡大投写し、大画面の表示画像を得る
投写型表示装置が注目をあつめている。なお、現在、商
品化されている投写型表示装置およびビューファインダ
に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）表示パネルが用いられている。

【０００３】以下、従来の表示パネルについて説明す
る。ただし、説明に不要な箇所は省略しており、また、
図面を見易くするためにモデル的に描いている。以上の
ことは以後の図面に対しても同様である。

【０００４】（図４６）は従来の表示パネルの断面図で
ある。薄膜トランジスタ（以後、ＴＦＴと呼ぶ）１４等
が形成されたアレイ基板１２と対向基板１１と４〜６μ
ｍの間隔で保持され、前記基板間にＴＮ液晶３８３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。３８１はクロムなどの金属材料
で形成されたブラックマトリックス（以降、ＢＭと呼
ぶ）、１３はＩＴＯなどの透明物質で形成された対向電
極、１５は画素電極、３８２は配向膜である。

【０００５】画素電極１５および対向電極１３上には配
向膜３８２が形成されており、前記配向膜３８２には液
晶層３８３の液晶分子を配向させるためのラビング処理
が施されている。また、対向基板１１およびアレイ基板
１２には偏光板３８４が貼り付けられている。

【０００６】ここで、ＴＮ表示パネルの製造方法につい
て簡単に説明しておく。まず、アレイ基板１２と対向基
板１１にはそれぞれ配向膜９３ａ、９３ｂ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１２の周辺部にＴＮ液晶９１の注入口を残して封止樹
脂（図示せず）が塗布される。また、対向基板１１上に
均一な液晶膜厚を得るための透明のガラスビーズもしく
は樹脂からなるビーズを散布する。次に、対向基板１１
とアレイ基板１２を貼り合わせる。その後、加熱するこ
とにより前記封止樹脂を硬化させる。次に貼り合わせた
前記基板を真空室に入れ、アレイ基板１２と対向基板１
１のギャップ内を真空状態にした後、液晶の注入口をＴ
Ｎ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】（図１５）は表示パネルをシャーシ等に取
り付けた表示パネルモジュールの平面図およびＨ−Ｈ’
線での断面図である。ステンレス板を板金加工したシャ
ーシ１６１に、コネクタ１６３および電界コンデンサ
（図示せず）等を積載したプリント基板１６２が取り付
けられている。プリント基板１６２の中央部は打ち抜か
れており、打ち抜いた箇所に表示パネルがはめこまれて
いる。プリント基板１６２上にはコネクタ１６３の端子
からの電気信号等を伝達するための銅薄配線（図示せ
ず）が形成されている。また、表示パネルにも前記電気
信号を伝達するための薄膜配線とが形成されている。銅
薄配線の一端と薄膜配線の一端とはアルミニウム（Ａ
ｌ）の細線（ボンディング線）により接続されている。

【０００８】表示パネルの表示領域の外側には口の字状
に遮光パターン１６４が形成されている。（図１５）で
は遮光パターンは点線で示す。（図１５）の遮光パター
ン１６４の近傍のＪ−Ｊ’およびＫ−Ｋ’線での断面図
を（図４７）に示す。遮光パターン１６４はクロム（Ｃ
ｒ）で形成され、その膜厚は１０００オングストローム
程度であり、対向基板１１の対向電極１３上に形成され
る。なお、２１はソース信号線である。

【０００９】遮光パターン１６４およびＢＭがＣｒで形
成されるのは比較的膜厚が薄くて良好な遮光効果がある
からである。ＴＮ表示パネルは液晶分子を配向させるた
めに、配向膜３８２に配向処理をほどこす必要がある。
配向処理は画素電極１５上をこする（ラビング）ことに
よりおこなうため、ＢＭ３８１等の膜厚が厚くなると、
基板１１、１２上の、凹凸が大きくなり、良好な配向処
理を行えなくなる。

【００１０】表示領域の外側に遮光パターン１６４が形
成される理由について、簡単に説明しておく。表示領域
の外側には画素はないが表示領域に信号を伝達するため
ソース信号線２１等が形成されている。ソース信号線２
１は金属薄膜であるから、遮光する。しかし、ソース信
号線とソース信号線との間に入射した光は、前記信号線
間には遮光物はないから透過する。表示領域の光のみが
透過（画素で変調されて）すればよいのであって、表示
領域外からの透過光は無用であるばかりか、前記光は表
示画像を見にくくする。前記透過光の遮光はシャーシ１
６１で行なう。シャーシ１６１はステンレス等の金属板
であるから、光は透過しない。シャーシ１６１は中央部
に穴があけられ、前記穴と表示パネルの表示領域が一致
するように配置される。

【００１１】表示パネルは、半導体プロセスで作製され
るため寸法精度は非常に高いが、シャーシ１６１は機械
加工で作製されるため寸法精度は低い。また、シャーシ
１６１に表示パネルを取り付ける精度は低い。したがっ
て、シャーシ１６１の穴径が大きければ、表示領域の周
辺部つまりソース信号線間等から光もれが生じる。穴径
が小さければ表示領域の一部をシャーシ１６１で遮光し
てしまう。また、取り付け位置がずれると、一端から光
もれが生じ、他端は表示領域の一部を遮光してしまう。
そこで遮光パターン１６４を２ｍｍ程度の幅で形成し、
シャーシ１６１の穴径を表示領域よりも大きめに作製し
ておく。すると、表示領域とシャーシの穴径のすきまに
遮光パターン１６４が位置するようにでき、パネルの取
り付け位置が最悪２ｍｍずれても表示領域の外側から光
もれが生じることはない。また、表示領域を遮光してし
まうこともない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＴＮ液晶を用いた表示
パネルは、偏光板３８４ａを用いて入射光を直線偏光に
する必要がある。また、表示パネルの出射側にも液晶表
示パネルで変調された光を検出するため、偏光板３８４
ｂを配置する必要がある。つまり、ＴＮ液晶表示パネル
の前後には光を直線偏光にするための偏光板３８４ａ
（以後、偏光子と呼ぶ）と変調された光を検出するため
の偏光板３８４ｂ（以後、検光子と呼ぶ）の２枚の偏光
板を配置する必要がある。液晶表示パネルの画素開口率
を１００％とし、偏光子３８４ａに入射する光量を１０
０とすると偏光子３８４ａより出射する光量は４０％、
表示パネルの透過率は８０％、検光子３８４ｂの透過率
は８０％となるから、全体としての透過率は０．４×
０．８×０．８＝約２５％となり、２５％の光しか有効
に利用できない。したがって、ＴＮ表示パネルでは低輝
度画像表示しか実現できない。

【００１３】偏光板３８４等で損失した光はほとんどが
偏光板３８４に吸収されて熱に変換される。熱は偏光板
３８４自身および輻射熱等により表示パネルを加熱す
る。投写型表示装置の場合、偏光板３８４に入射する光
量は数万ルクス以上となる。したがって、投写型表示装
置のライトバルブとしてＴＮ表示パネルを用いた場合、
偏光板３８４およびパネル等は高温状態となり、短期間
で著しい性能劣化をひきおこす。

【００１４】また、ＴＮ表示パネルは配向膜３８２を塗
布し、ラビング処理が必要である。ラビング処理等は工
程数を増加させ、製造コストの増大をひきおこす。ま
た、近年、投写型表示装置に用いる表示パネルの画素数
は３０万画素以上と大容量となり、それにつれ画素サイ
ズは微細化の傾向にある。画素の微細化は信号線、ＴＦ
Ｔ１４等による凹凸を単位面積あたり多数形成すること
になる。前記凹凸により良好にラビング処理を行なえな
くなることは明らかである。また、画素サイズの微細化
は１つの画素に占めるＴＦＴ１４および信号線の形成面
積が大きくなり画素開口率を低減させる。一例として、
対角３インチの表示パネルで３５万画素形成した場合、
画素開口率は約３０％である。１５０万画素形成した場
合は１０％弱という予測値もある。これらの画素開口率
の低減は表示画像の低輝度化にとどまらず、入射光開口
部以外に照射された光により、さらに表示パネルは加熱
されることになりＴＮ表示パネルの性能劣化を加速す
る。

【００１５】ＴＮ液晶は、画素電極１５に印加した電圧
により液晶の配向状態を変化させ光変調を行なう。ＴＮ
表示パネルの入射側と出射側にはそれぞれ偏光板が配置
され、前記偏光子３８４ａと検光子３８４ｂの偏光軸は
直交させている。一般的に、ＴＮ表示パネルは電圧印加
状態で黒表示を行えるモード（ＮＷモード）で使用す
る。

【００１６】ＮＷモードの表示パネルの表示画像は色再
現性はよいが、課題として、画素周辺部からの光もれが
ある。これは液晶分子が、正規の方向に配向せず、逆方
向に配向することからおきる。この配向状態を逆チルド
・ドメインと呼ぶ。これは画素電極１５と信号線間２１
に発生する電界により液晶分子の立ち上がり方向が部分
的に逆になることより生じる。液晶分子の立ち上がり方
向が逆になった部分は、電圧が印加されているにもかか
わらず、光は出射面の検光子３８４ｂを通過する。つま
り、光もれが生じる。正常な液晶の立ち上がり方向であ
れば光もれは生じない。

【００１７】光もれを防止する方法として、対向電極上
に形成するＢＭ３８１の幅を太くする方法があるが、こ
れも画素閉口面積を低下させることとなり、表示輝度を
低下させることから、有効な方法とは言えない。

【００１８】以下のようにＴＮ液晶を用いる表示パネル
は、偏光板３８４を用いる必要がある。また、画素周辺
部に光ぬけが発生しやすいため、ＢＭを太くしなければ
ならない。したがって、光利用率が悪く、表示輝度は低
い。ＢＭに照射された光は表示パネルを加熱することに
なり、パネル温度を上昇させ、パネルの寿命を短くす
る。

【００１９】同様に、ＴＮ表示パネルをライトバルブと
して用いる投写型表示装置も、光利用率が悪く、投写画
像のスクリーン輝度は低い。そこで、偏光板３８４を用
いない高分子分散（ＰＤ）表示パネルを用いた投写型表
示装置が提案されている。一例として、特開平３−９４
２２５号公報に記載のものがあげられる。投写型表示装
置に用いるライトバルブとしてのＰＤ表示パネルは、入
射光を散乱あるいは透過させることにより光変調を行な
う。

【００２０】ＰＤ表示パネルの構造としては（図４６）
のＴＮ液晶表示パネルから、偏光板３８４を除去し、か
つ、配向膜３８２が形成されていない構成が例示され
る。当然のことながら液晶層にはＰＤ液晶を用いる。

【００２１】ＰＤ表示パネルの動作について（図３４
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に説明する。（図３４
（ａ）（ｂ））はＰＤ表示パネルの動作の説明図であ
る。（図３４（ａ）（ｂ））において、ポリマー３３２
中には水滴状の液晶（以後、水滴状液晶３３１と呼ぶ）
が分散されている。画素電極１５にはＴＦＴ（図示せ
ず）等が接続され、ＴＦＴのオン、オフにより画素電極
１５に電圧が印加されて、画素電極１５上の液晶配向方
向を可変させて光を変調する。（図３４（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３３１は不規則な方向に配向している。この状態
ではポリマー３３２と水滴状液晶３３１とに屈折率差が
生じ、入射光は散乱する。

【００２２】ここで（図３４（ｂ））に示すように、画
素電極１５に電圧を印加すると液晶分子の方向がそろ
う。液晶分子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３３２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１２より出射する。

【００２３】ここで、ＰＤ表示パネルの製造方法につい
て説明しておく。ポリマー３３２として、光硬化樹脂、
特に紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂（以後、ＵＶ
樹脂）が通常用いられる。アレイ基板１２と対向基板１
１とは一定の間隔をあけて保持される。保持手段として
は微細なビーズが用いられることが多い。なお、ＰＤ表
示パネルには基本的には配向膜３８２の形成は必要な
い。アレイ基板１２と対向基板１１間に未硬化のＵＶ樹
脂成分と液晶成分とを混合させた溶液（以後、混合溶液
と呼ぶ）を注入する。次に紫外線光を混合溶液に照射す
る。すると混合溶液のＵＶ樹脂は硬化し、樹脂成分と液
晶成分とが相分離する。液晶が少ない場合は（図３４）
に示すように水滴液晶１３１となり、液晶が多い場合
は、水滴状液晶３３１は連続状につながる。

【００２４】未硬化のＵＶ樹脂は、紫外線光を照射され
た箇所は硬化し、樹脂成分と液晶成分とが相分離する
が、光が照射されなかった箇所は樹脂は未硬化となる。
（図４６）の表示パネルの構成において、ＴＮ液晶３８
３のかわりに混合溶液を注入した場合を考える。ＢＭ３
８１は金属薄膜で形成されているため、紫外線光を遮光
する。また、ＴＦＴ１４等も金属薄膜等で形成されてい
るため、紫外線光を遮光する。ＢＭ３８１下の領域ａの
ＵＶ樹脂はアレイ基板１２側から紫外線光を照射して
も、対向基板１１側から紫外線光を照射しても硬化しな
い。それはＡ方向から紫外線光を照射した時はＢＭ３８
１が前記光を遮光し、Ｂ方向から紫外線を照射した時は
ＴＦＴ１４が前記光を遮光するからである。

【００２５】未硬化となったＵＶ樹脂はＰＤ表示パネル
の信頼性、寿命に悪影響を与える。表示パネルを動作さ
せているうちに液晶の組成が変化しやすく、また、液晶
層と対向基板１１等が剥離しやすい。

【００２６】ＢＭ３８１等があると、表示パネルの製造
する際に紫外線照射条件も設定しにくい。製造時、アレ
イ基板１２と対向基板１１間に液晶と未硬化のＵＶ樹脂
を所定の割合で混合した混合溶液を注入し、紫外線光を
照射すると画素電極１５周辺部（ＢＭに近い箇所）の液
晶の平径粒子径、またはポリマーネットワークの平均孔
径は大きくなる傾向がある。これは、ＢＭ３８１が紫外
線を吸収し、加熱されるため、ＢＭ周辺部の樹脂の温度
が極部的に高り、液晶成分と樹脂成分とを相分離させる
条件が極部的に変化するためと考えられる。もちろん散
乱特性も低下する。以上のようにＢＭ３８１が形成され
ていると製造時のわずかな温度変化、紫外線の照射強度
により、画素電極上の液晶の平均粒子径またはポリマー
ネットワークの平均孔径の大きさは変化する傾向がみら
れ、その製造条件マージンは狭い。したがって、同一特
性のＰＤ表示パネルを安定して作製することが困難であ
る。

【００２７】ＰＤ表示パネルを投写型表示装置のライト
バルブとして用いる場合、先に説明した未硬化のＵＶ樹
脂がＰＤ表示パネル内に残っていると性能劣化が著し
い。これは投写型表示装置では表示パネルに数万ルクス
以上の光が入射し、光ストレス、熱ストレスが大きいた
めと考えられる。

【００２８】以上のように、従来、ＴＮ表示パネルは偏
光板を用いるために光利用効率が悪く、高輝度表示を実
現できなかった。また、ＰＤ表示パネルは高輝度表示は
実現できるが、従来の構成では未硬化のＵＶ樹脂が残る
ため安定性が悪く、実用に用いれるものではなかった。
また、製造条件マージンも狭く、高散乱特性のＰＤ表示
パネルを安定して得ることは困難であった。

【００２９】本発明は、高輝度表示かつ安定性が良好で
経時変化のない表示パネル、およびそれをライトバルブ
として用いた投写型表示装置等を提供するものである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】第１の本発明の表示パネ
ルは、（図２３）に示すようにタッチパネル等に組み込
んで用いるものである。ペンまたはキーでセンサ２３６
を押さえることにより表示パネルの光変調層１７に電圧
が印加され、文字等が浮かび上がる表示装置等に応用で
きる。

【００３１】構成は第１の電極２１６が形成された第１
の電極基板２１４と、第２の電極２１７が形成された第
２の電極基板２１５と、前記第１の電極基板２１４と第
２の電極基板２１５との間に狭持された光散乱状態の変
化として光変調を行う光変調層１７とを具備する。ま
た、前記第１の電極基板２１４と前記第２の電極基板２
１５のうち少なくとも一方に、所定の形状にパターニン
グされた誘電体多層膜２１２が形成されたものである。

【００３２】好ましくは、第２の電極２１７は反射電極
にし、前記反射電極上に特定の波長の光を反射する光反
射膜２１３を形成し、前記光反射膜２１３が反射する光
の波長と、誘電体多層膜２１２が反射する光の波長とが
略一致させる。

【００３３】また、光変調層１７は高分子分散液晶層を
用い、前記高分子分散液晶層は、光硬化樹脂成分とネマ
ティック液晶成分とを有し、前記高分子分散液晶の水滴
状液晶の平均粒子径またはポリマーネットワークの平均
孔径が０．５μｍ以上３μｍ以下にする。

【００３４】第２の本発明の表示パネルは、テレビ画像
等を表示するためのものである。構成はマトリックス状
に配置された画素電極１５と、前記画素電極１５に接続
されたスイッチング素子１４（ＴＦＴ等）と、前記スイ
ッチング素子１４に信号を伝達する信号線とが形成され
たアレイ基板１２と、対向電極１３が形成された対向基
板１１と、前記アレイ基板１２と対向基板１１に狭持さ
れた高分子分散液晶層１７と、前記アレイ基板１２上と
対向基板１１のうち少なくとも一方に、前記画素電極１
５配置に対応して形成された誘電体多層膜１６とを具備
する。前記誘電体多層膜１６は、屈折率が１．７以下の
低屈折誘電体膜と、屈折率が１．８以上の高屈折誘電体
膜とが交互に積層されて構成される。

【００３５】好ましくは、低屈折誘電体膜の材料は二酸
化ケイ素（ＳｉＯ₂）またはフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂）であり、高屈折誘電体膜の材料は酸化ハフニウム
（ＨｆＯ₂）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）で形成
する。また、スイッチング素子１４上に樹脂からなる遮
光膜１８を形成する。

【００３６】第３の本発明の表示パネルは、（図１８）
等に示すように、第１の複数の略ストライプ状電極１７
１が形成された第１の基板１７４と、第２の複数の略ス
トライプ状電極１７６が形成された第２の基板１７５
と、前記第１の基板１７４と第２の基板１７５に狭持さ
れた高分子分散液晶層１７と、前記第１の基板１７４上
と第２の基板１７５のうち少なくとも一方に、形成され
た誘電体多層膜１７２とを具備する。また、前記誘電体
多層膜１７２は、屈折率が１．７以下の低屈折誘電体膜
と、屈折率が１．８以上の高屈折誘電体膜とが交互に積
層されて構成されていることを特徴とする。

【００３７】好ましくは、低屈折誘電体膜の材料は二酸
化ケイ素（ＳｉＯ₂）またはフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂）であり、高屈折誘電体膜の材料は酸化ハフニウム
（ＨｆＯ₂）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）で形成
する。

【００３８】第４の本発明の表示パネルは、（図１１）
などに示すように、マトリックス状に配置された画素電
極１５と、前記画素電極１５に接続されたスイッチング
素子１４と、前記スイッチング素子１４に信号を伝達す
る信号線２１とが形成されたアレイ基板１２と、対向電
極１３が形成された対向基板１１間と、前記アレイ基板
１２と対向基板１１に狭持された高分子分散液晶層１７
と、前記対向電極１３と画素電極１５上に、高分子分散
液晶層１７の比抵抗よりも高い材料から形成された絶縁
膜１１１とを具備する。

【００３９】また、前記高分子分散液晶層１７は、光硬
化樹脂成分とネマティック液晶成分とを有し、前記高分
子分散液晶の水滴状液晶の平均粒子径またはポリマーネ
ットワークの平均孔径が０．５μｍ以上３μｍ以下であ
ることを特徴とする。

【００４０】第５の本発明の表示パネルは、（図８）
（図１４）等に示すように、マトリックス状に配置され
た画素電極１５と、前記画素電極１５に接続されたスイ
ッチング素子１４と、前記スイッチング素子１４に信号
を伝達する信号線２１とが形成されたアレイ基板１２
と、対向電極１３が形成された対向基板１１間と、前記
対向基板１１とアレイ基板１２に狭持された液晶層１７
と、前記画素電極１５および信号線２１上に形成された
カラーフィルタ７１とを具備する。

【００４１】好ましくは、前記液晶１７として高分子分
散液晶を用いる。また、前記高分子分散液晶層１７は光
硬化樹脂成分とネマティック液晶成分とを有し、前記高
分子分散液晶の水滴状液晶の平均粒子径またはポリマー
ネットワークの平均孔径が０．５μｍ以上３μｍ以下に
する。

【００４２】第６の本発明の表示パネルは、（図４）
（図３８）（図３９）等に示すように、マトリックス状
に配置された画素電極１５が形成されたアレイ基板１２
と、対向電極１３が形成された対向基板１１間と、前記
アレイ基板１２と対向基板１１に狭持された高分子分散
液晶層１７と、前記対向電極１３と画素電極１５間のう
ち少なくとも一方に、高分子分散液晶層１７の液晶の比
誘電率よりも低い材料から形成された低誘電体膜１６ａ
または低誘電体柱３９１とを具備するものである。

【００４３】また、前記高分子分散液晶層は、光硬化樹
脂成分とネマティック液晶成分とを有し、前記高分子分
散液晶の水滴状液晶の平均粒子径またはポリマーネット
ワークの平均孔径が０．５μｍ以上３μｍ以下であるこ
とを特徴とする。好ましくは、前記低誘電体膜または低
誘電体柱に、液晶層で変調する光を吸収する色素を含有
させる。

【００４４】第７の本発明の表示パネルは、（図１２）
等に示すように、マトリックス状に配置された反射電極
１２１と、前記反射電極１２１に接続されたスイッチン
グ素子１４と、前記スイッチング素子１４に信号を伝達
する信号線２１とが形成されたアレイ基板１２と、対向
電極１３が形成された対向基板１１間と、前記アレイ基
板１２と対向基板１１に狭持された高分子分散液晶層１
７と、前記反射電極間と反射電極との間と前記反射電極
間と対面する対向電極１３のうち少なくとも一方に形成
された誘電体多層膜１６とを具備する。また、前記誘電
体多層膜１６は、屈折率が１．７以下の低屈折誘電体膜
と、屈折率が１．８以上の高屈折誘電体膜とが交互に積
層されて構成されていることを特徴とする。

【００４５】好ましくは低屈折誘電体膜の材料は二酸化
ケイ素（ＳｉＯ₂）またはフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂）であり、高屈折誘電体膜の材料は酸化ハフニウム
（ＨｆＯ₂）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）で形成
します。また、スイッチング素子１４はアレイ基板１２
と反射電極１２１との間（反射電極１２１の下層）に配
置する。

【００４６】第１の本発明の表示装置は、（図２３）に
示すように、第１の電極２１６が形成された第１の電極
基板２１４と、第２の電極２１７が形成された第２の電
極基板２１５と、前記第１の電極基板２１４と第２の電
極基板２１５との間に狭持された、光散乱状態の変化と
して光変調を行う光変調層１７とを有し、前記第１の電
極基板２１４と前記第２の電極基板２１５のうち少なく
とも一方に、所定の形状にパターニングされた誘電体多
層膜２１２が形成された表示パネル２１８と、信号発生
手段２３３と、切り替え手段２３２と、検出手段２３６
とを具備する。

【００４７】前記信号発生手段２３３は、前記切り替え
手段２３２を介して前記表示パネル２１８の第１の電極
２１６と第２の電極２１７のうち少なくとも一方に接続
されており、前記切り替え手段２３２は、前記検出手段
２３７からの信号により、前記信号発生手段２３３から
の信号を前記電極に印加した状態と無印加状態とを切り
替えることを特徴とする。

【００４８】好ましくは、前記切り替え手段２３２は、
前記検出手段２３７からの信号により、前記信号発生手
段２３３からの信号を前記電極に印加した状態と無印加
状態とを交互に切り替えるように構成する。

【００４９】第２の本発明の表示装置は、（図３２）等
に示すように本発明の表示パネル等を光変調手段２４３
として用いたものです。光発生手段３０１と、前記光発
生手段３０１から放射される光を略平行光に変換する集
光手段３０４とを具備し、前記表示パネル２４３は、前
記集光手段３０４からの出射光を変調し、光学像を形成
することを特徴とする。集光手段３０４は、光発生手段
３０１から放射され前記集光手段３０４の有効領域に入
射し、光変調手段２４３を直進する光が観察者の瞳に到
達するように配置される。

【００５０】第３の本発明の表示装置は、（図２４）等
に示すように、第３の本発明の表示パネル等をライトバ
ルブとして用いたものである。光発生手段２４１と、前
記光発生手段２４１が放射する光を、青色、緑色および
赤色の３つの光路に分離する色分離光学系２４２と、前
記表示パネルが２４３変調した光を投写する投写手段と
を具備する。

【００５１】青色光を変調する表示パネル２４３ａの光
学像と、緑色光を変調する表示パネル２４３ｂの光学像
と、赤色光を変調する表示パネル２４３ｂの光学像とが
投写手段により重ね合わされて投写されることを特徴と
する。

【００５２】第４の本発明の表示装置は、（図２６）等
に示すように、本発明の反射型の表示パネル等をライト
バルブとして用いたものである。１つの光発生手段２４
１と、前記光発生手段が放射する光を、青色、緑色およ
び赤色の３つの光路に分離する色分離光学系２６３とを
具備する。色分離光学系２６３は、色分離機能と、前記
表示パネル２４６で変調された光を合成する色合成機能
を有する。

【００５３】第５の本発明の表示装置は、（図４４）等
に示すように、光変調状態の変化として光変調を行う反
射型の光変調手段２６４と、光発生手段２４１と、前記
光発生手段２４１から放射される光を複数の波長帯域の
光路に分離する光分離面を有する光分離手段４４１と、
前記光変調手段２６４と前記光分離手段４４１との間の
光路に配置された光波長制限フィルタ４３３と、前記光
変調手段２６４で変調された光を投射する投写手段２６
１とを具備するものである。また、光分離手段４４１の
無効領域には光吸収膜４３２が形成されている。

【００５４】第６の本発明の表示装置は、（図４３）等
に示すように、光変調状態の変化として光変調を行う反
射型の光変調手段２６４と、光発生手段２４１と、前記
光発生手段２４１から放射される光を複数の波長帯域の
光路に分離する光分離面が形成された光分離手段２６３
と、前記光変調手段２６４と光分離手段２６３とを格納
する格納手段４３１と、前記格納手段４３１の空間部に
充填された液体もしくはゲル４３４と、前記光変調手段
で変調された光を投写する投写手段２６１と、前記格納
手段４３１の内面もしくは外面に、形成もしくは配置さ
れた光吸収手段４３２ａとを具備するものである。

【００５５】

【作用】第１の本発明の表示パネルにおいて、誘電体多
層膜２１２は可視光を反射するが、紫外線光を透過する
ように構成している。そのため、表示パネルの製造時、
誘電体多層膜２１２上から紫外線を照射することによ
り、前記誘電体多層膜２１２下の樹脂成分を硬化するこ
とができる。そのため、未硬化の樹脂成分が発生せず表
示パネルに経時変化がおこらず安定である。

【００５６】また、誘電体多層膜２１２は特定の可視光
を反射するため着色して見え、光変調層１７は散乱して
白色であるから、白色の部分を文字もしくは図形とする
と、前記文字等が浮かび上がって表示される。第２の電
極板２１５に誘電体多層膜２１２が反射する特定の可視
光と同一の光を反射する光反射膜２１３を形成しておけ
ば、光変調層１７に電圧が印加され、透明状態となった
とき、光反射膜２１３が反射する光が第１の基板側２１
４から出射する。光反射膜２１３が反射する光の色と誘
電体多層膜２１２が反射する光の色とは一致しているた
め、前記文字等は見えなくなる。これらの表示にはＴＮ
表示パネルのように偏光板が不要であり、高輝度表示を
行なえる。

【００５７】第２の本発明の表示パネルは、テレビ画像
等を表示するためのものである。誘電体多層膜１６は特
定の可視光を反射し、紫外線を透過する。表示パネル製
造時、誘電体多層膜１６が形成された対向基板１１側か
ら紫外線光を照射することにより、誘電体多層膜１６の
下の光硬化性樹脂成分を硬化させることができる。した
がって、液晶層１７に未硬化の樹脂が残ることがなく、
表示パネルに経時変化が発生しない。誘電体多層膜１６
は可視光の吸収はなく、すべて反射する。

【００５８】そのため、従来のＢＭのように可視光を吸
収し、加熱されるということが発生しない。誘電体多層
膜１６は可視光を反射することから、ＢＭとしての遮光
機能もある。したがって画素電極１５の周辺部からの光
ぬけがない。そのため、高品位の画像表示を行なえる。

【００５９】このことは、本発明の表示パネルを投写型
表示装置のライトバルブとして用いた時にさらに大きな
効果を発揮する。前記ライトバルブには１００万ルクス
近くの強い光が入射する。前記投写型表示装置は赤・青
・緑のそれぞれの光を変調するライトバルブを用いる。
ライトバルブの誘電体多層膜１６は赤・青・緑のいずれ
かの光を良好に反射し、また、ほとんど光を吸収しな
い。そのためライトバルブは加熱されることがなく、ま
た、画素電極１５周辺部からの光ぬけも発生しない。

【００６０】ＴＦＴ１４上に形成した樹脂からなる遮光
膜１８は光変調層１７で散乱した光が、前記ＴＦＴ１４
の半導体層に入射し、ＴＦＴにホトコンダクタ現象を発
生するのを防止する。また、遮光膜１８は樹脂で形成さ
れているため、光変調層１７の樹脂成分との密着性が良
好で、光変調層１７とアレイ基板１２との剥離等の発生
を防止できる。

【００６１】第３の本発明の表示パネルは、いわゆる単
純マトリックス型表示パネルに関するものである。誘電
体多層膜１７２は紫外線を透過する。したがって、製造
時、誘電体多層膜１７２を透過させて紫外線を照射で
き、前記誘電体多層膜１７２下の樹脂成分を硬化でき
る。そのため、未硬化の樹脂成分が残らず、表示パネル
に劣化が生じることがない。

【００６２】第４の本発明の表示パネルは、主として、
液晶層１７の保持率を向上させるためのものである。高
分子分散液晶はＴＮ液晶等と比較すると、比抵抗が低
い。そのため、電圧保持率が悪いという課題がある。電
圧保持率が悪いと画素電極１５に印加した電荷を１フィ
ールド（１／３０または１／６０秒）の時間のあいだ保
持することができず、十分に液晶層１７が透過状態とな
らない。

【００６３】本発明では対向基板１１およびアレイ基板
１２上に絶縁膜１１を形成し、前記絶縁膜１１で電圧を
保持できるようにしている。そのため、液晶層１７の比
抵抗が低くても、前記絶縁膜１１の比抵抗が十分高けれ
ば、１フィールドの時間は十分に電荷をチャージでき
る。

【００６４】また、高分子分散液晶層１７と対向電極１
３とは密着性が悪く、ヒートショック等で、高分子分散
液晶層１７と電極１３との剥離が生じやすい。本発明の
表示パネルは、絶縁膜１１１を形成している。前記絶縁
膜１１１は高分子分散液晶層１７と電極１３との緩衝膜
として機能するので、前記剥離は発生しないようにな
る。

【００６５】第５の本発明の表示パネルは、カラー表示
を行う表示パネルに関するものである。カラーフィルタ
７１は樹脂材料で構成される。前記樹脂材料の比誘電率
は液晶層１７の液晶の比誘電率よりも低い。一方、信号
線２１には常時、映像信号が印加されているため、前記
映像信号により信号線２１と対向電極１３等間に電気力
線が発生する。前記電気力線は液晶層１７の配向状態を
乱す。比誘電率の低い材料は電気力線が透過しにくいと
いう性質がある。本発明の表示パネルでは、信号線上２
１をカラーフィルタ７１で被覆している。カラーフィル
タ７１は電気力線をシールドする効果がある。したがっ
て、液晶層２１に電気力線が通過することを防止でき
る。

【００６６】また、画素電極間に２色以上のカラーフィ
ルタを積層することで遮光膜として機能する。したがっ
て、（図１４）のように構成すれば反射電極１２１間か
ら光が絶縁層１２３に進入することがなく、ＴＦＴ１４
のホトコンダクタ現象の発生を防止できる。

【００６７】第５の本発明の表示パネルは、主として横
電界を防止するための構造に関するものである。低誘電
体膜または低誘電体柱の構成材料の比誘電率は、液晶層
１７の液晶の比誘電率よりも低い。一方、信号線２１に
は常時、映像信号が印加されているため、前記映像信号
により信号線２１と対向電極１３等間に電気力線が発生
する。前記電気力線は液晶層１７の配向状態を乱す。比
誘電率の低い材料は電気力線が透過しにくいという性質
がある。本発明の表示パネルでは、信号線上２１または
反射電極間を低誘電体材料で被覆している。低誘電体材
料は電気力線をシールドする効果がある。したがって、
液晶層２１に電気力線が通過すること、および反射電極
間の横電界を防止できる。

【００６８】第６の本発明の表示パネルは、反射型の表
示パネルに関するものである。反射型では反射電極と前
記反射電極に隣接した反射電極間に電磁結合が生じ、前
記反射電極間で電気力線が発生する。前記電気力線によ
り反射電極１１間上の液晶層１７は透明状態となる。前
記透明状態は視覚的に見えるため画像ノイズ（正規の画
像表示ではない表示）となる。本発明はＢＭとして機能
する誘電体多層膜１６を形成しているため、前記画像ノ
イズが発生しても、視覚的に見えることはない。また、
前記誘電体多層膜１６は紫外線を透過するため、製造時
に全ての液晶層の樹脂成分を硬化させることができる。

【００６９】第１の本発明の表示装置は、第１の本発明
の表示パネルと検出手段２３７等で構成したものであ
る。スイッチ２３６のオンオフにより表示パネル２１８
の表示状態が変化する。そのため、非常に鮮明に文字等
を表示でき、操作も容易である。

【００７０】第２の本発明の表示装置は、ビューファイ
ンダに関するものである。光発生手段３０１の発光部は
非常に小さくて良いため、光発生手段３０１の消費電力
は極めて少なくなる。また、集光手段３０４で、光発生
手段３０１から放射された光を平行光に変換して、光変
調手段２４３を照明するため、照明光の光強度分布が表
示パネル２４３の中央部を最大として同心円状となり、
光源像が表示されず、良好な表示を実現できる。

【００７１】第３の本発明の表示装置は、投写型表示装
置に関するものである。本発明の表示パネルは光変調を
行なうのに偏光板を用いる必要がない。したがって本発
明の表示装置は高輝度表示を実現できる。また、各表示
パネル２４３の誘電体多層膜１６は各表示パネル２４３
に入射する光を反射し、ＢＭとして機能するため、画素
電極１５周辺部に光ぬけが発生しない。そのため、高画
質表示を実現できる。

【００７２】第４の本発明の表示装置は、（図２６）等
に示すように、本発明の反射型の表示パネル等をライト
バルブとして用いたものである。本発明の表示パネルは
光変調を行なうのに偏光板を用いる必要がない。したが
って、本発明の表示装置は高輝度表示を実現できる。ま
た、各表示パネル２４６の誘電体多層膜１６は、各表示
パネル２４３に入射する光を反射し、ＢＭとして機能す
るため反射電極１２１周辺部に光ぬけが発生せず、高画
質表示を実現できる。

【００７３】第５の本発明の表示装置は、投写型表示装
置の色再現性などを改善するものである。光分離手段４
４１などの光分離面４４２で反射した光はＳ偏光の方が
Ｐ偏光より帯域がことなることが知られている。本発明
の表示装置では光波長制限フィルタ４３３により、Ｐ偏
光とＳ偏光のうち狭帯域の偏光の帯域に透過光の帯域を
制限する。したがって、表示画像の色純度（色再現性）
が向上する。

【００７４】また、光変調手段２６４は光分離手段４４
１に貼りつけられ、前記光分離手段４４１の無効領域に
光吸収膜４３２が塗布されている。この構成は（図２
９）等に示したように、表示パネル２６４に透明基板２
８３がオプティカルカップリングされ、前記透明基板２
８３の無効領域に光吸収膜２８５が塗布されていること
と機能的に類似する。したがって、光変調手段２６４で
散乱された光はそのほとんどが光吸収膜４３２に入射し
て吸収されるため、光変調層１７に再びもどり、２次散
乱を発生させることはない。このため、表示コントラス
トは向上する。

【００７５】第６の本発明の表示装置は、光波長制限フ
ィルタ４３３と光変調手段２６４とはオプティカルカッ
プリングをとる必要はない。光吸収膜４３２ａが、（図
４５）に示す光吸収膜４３２として機能する。また、液
体もしくはゲル４３４が光変調手段２６４を液体冷却す
る機能を有することから、光変調手段２６４の冷却が容
易になるという効果を有する。

【００７６】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の表示パネ
ルについて説明をする。尚、各図面は説明を容易あるい
は理解を容易にするためモデル的に描いている。したが
って、図面において物理的な厚みあるいは形状は実際の
表示パネルとは必ずしも一致しない。また、説明に不要
な箇所は省略している。

【００７７】（図１）は本発明の表示パネルの断面図で
ある。対向基板１１およびアレイ基板１２はガラス基板
であり、厚みは１．１ｍｍ、また、前記ガラス基板の屈
折率ｎは１．５２である。アレイ基板１２上にＩＴＯか
らなる画素電極１５、および画素電極１５に信号を印加
するスイッチング素子としてのＴＦＴ１４、および各種
信号線（図示せず）等が形成されている。スイッチング
素子としては、前記ＴＦＴの他、リングダイオード、Ｍ
ＩＭ等の２端子素子、あるいはバリキャップ、サイリス
タ素子等でもよい。

【００７８】なお、本明細書中あるいは請求項におい
て、基板（たとえば、基板１１、１２、２１４、２１
５）とは、ガラス基板に限定するものではない。たとえ
ば、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂からなる板
でもよい。また、前記樹脂などからなるフィルムあるい
はシートでもよい。

【００７９】ＴＦＴ１４には遮光膜１８が形成されてい
る。遮光膜１８は主として、液晶層１７で散乱した光が
ＴＦＴ１４の半導体層に入射することを防止する。光が
半導体層に入射すると、ＴＦＴがオフ状態とならない、
あるいはＴＦＴのオフ抵抗が低下するホトコンダクタ現
象（以後、ホトコンと呼ぶ）が発生する。遮光膜の形成
材料としては、アクリル樹脂にカーボンを分散させたも
のが例示される。また、各種原色顔料（赤、緑、青、シ
アン、マゼンダ、イエローの色素）を最適に混合したも
の、ＴＦＴ上にＳｉＯ₂などで絶縁薄膜を形成し、前記
絶縁薄膜上に遮光膜としての金属薄膜をパターニングし
て形成する方法も例示される。また、アモルファスシリ
コンを厚く蒸着し遮光膜とする方法もある。また、ＴＦ
Ｔ１４はゲートの下に半導体層を形成するスタッガ構造
を採用することが好ましい。

【００８０】なお、ＰＤ表示パネルでは、ＴＦＴはホト
コンが発生しにくいようにポリシリコン技術で形成する
ことが好ましい。ポリシリコン技術とは通常のＩＣを作
製する半導体技術である高温ポリシリコン技術、また近
年開発が盛んなアモルファスシリコン膜を形成し、前記
膜を結晶化させる低温ポリシリコン技術を含む。特に、
ドライブ回路を内蔵出来、かつ、低価格でパネルを製造
できる可能性のある低温ポリシリコン技術でＴＦＴを形
成することが好ましい。前記技術で形成したＴＦＴはホ
トコンダクタ現象の発生がアモルファスシリコン技術で
形成したＴＦＴに比較して格段に発生しにくい。そのた
め、散乱−透過で光変調をおこなう高分子分散液晶表示
パネルに最適である。

【００８１】遮光膜１８を樹脂で形成する場合におい
て、樹脂に含有させる光吸収材料としては電気絶縁性が
高く、液晶層１５に悪影響を与えない材料であれば何で
もよい。例えば、黒色の色素あるいは顔料を樹脂中に分
散したものを用いても良いし、カラーフィルターの様
に、ゼラチンやカゼインを黒色の酸性染料で染色しても
よい。黒色色素の例としては、単一で黒色となるフルオ
ラン系色素を発色させて用いることもし、緑色系色素と
赤色系色素とを混合した配色ブラックを用いることもで
きる。

【００８２】以上の材料はすべて黒色の材料であるが、
本発明の表示パネルを投写型表示装置のライトバルブと
して用いる場合はこれに限定されるものではない。投写
型表示装置は３枚の表示パネルでＲ，Ｇ，Ｂの３色の光
をそれぞれ変調するものである。Ｒ光を変調する表示パ
ネルの遮光膜１８としてはＲ光を吸収させれば良い。つ
まり特定波長を吸収できるように、例えば、カラーフィ
ルタ用の光吸収材料を望ましい光吸収特性が得られるよ
うに改良して用いれば良い。基本的には前記した黒色吸
収材料と同様に、色素を用いて天然樹脂を染色したり、
色素を合成樹脂中に分散した材料を用いることができ
る。色素の選択の範囲は黒色色素よりもむしろ幅広く、
アゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、
トリフェニルメタン染料などから適切な１種、もしくは
それらのうち２種類以上の組み合わせでも良い。また、
光吸収膜の不純物の対策としては、色素（顔料）中のア
ルカリ金属を取り除くことにより対策できる。

【００８３】黒色色素は液晶層１５に悪影響を与える材
料が多い。そのため、使用は好ましくない。そこで、前
述のように特定波長を吸収できる色素を光吸収薄膜の含
有色素として採用することが好ましい。

【００８４】Ｒ光用、Ｂ光用およびＧ光用の３枚の表示
パネルをライトバルブとして用いる投写型表示装置では
採用が容易である。つまり、変調する光の色に対して、
補色の関係にある色素を光吸収薄膜１８中に含有させれ
ばよい。補色の関係とは、たとえば、Ｂ光に対しては黄
色である。黄色に着色された光吸収薄膜はＢ光を吸収す
る。したがって、Ｂ光を変調する表示パネルは黄色の遮
光膜１８を形成する。

【００８５】遮光膜１８を樹脂で形成すれば、液晶層１
７とアレイ基板１２との密着性がよくなる。高分子分散
液晶層１７は樹脂成分を含有しているためである。液晶
層１７ととくに画素電極１５等を構成するＩＴＯとは剥
離が生じやすい。ＴＦＴ１４等に樹脂からなる遮光膜１
８を形成すれば、前記遮光膜１８が緩衝層となり剥離す
るということがなくなる。この点から、樹脂からなる遮
光膜を採用することが好ましい。

【００８６】対向電極１３と画素電極１５間にはＰＤ液
晶１７が挟持されている。本発明の表示パネルに用いる
液晶材料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よい。

【００８７】なお、先に述べた液晶材料のうち、異常光
屈折率ｎ_eと常光屈折率ｎ_oの差の比較的大きいシアノビ
フェニル系のネマティック液晶、または、経時変化に安
定なフッ素系、クロル系のネマティク液晶が好ましく、
中でもクロル系のネマティック液晶が散乱特性も良好で
かつ、経時変化も生じ難く最も好ましい。

【００８８】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、製造工程の容易
さ、液晶相との分離等の点より光硬化タイプの樹脂を用
いる。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。中でもフッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂は
散乱特性が良好な光変調層１７を作製でき、経時変化も
生じ難く好ましい。

【００８９】また、前記液晶材料は、常光屈折率ｎ₀が
１．４９から１．５４のものを用いることがこのまし
く、中でも、常光屈折率ｎ₀が１．５０から１．５３の
ものを用いることがこのましい。また、屈折率差△ｎが
０．１５以上のものとを用いることが好ましい。ｎ₀，
△ｎが大きくなると耐熱、耐光性が悪くなる。ｎ₀，△
ｎが小さければ耐熱、耐光性はよくなるが、散乱特性が
低くなり、表示コントラストが十分でなくなる。

【００９０】以上のことから、光変調層１７の構成材料
として、常光屈折率ｎ₀が１．５０から１．５３、か
つ、△ｎが０．１５以上０．３０以下のクロル系のネマ
ティック液晶を用い、樹脂材料としてフッ素基を有する
光硬化性アクリル樹脂を採用することが好ましい。

【００９１】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等々である。

【００９２】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等が挙げられる。

【００９３】また、重合を速やかに行なう為に重合開始
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（チバガイキー
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」）等が掲
げられる。その他に任意成分として連鎖移動剤、光増感
剤、染料、架橋剤等を適宜併用することができる。

【００９４】なお、樹脂材料が硬化した時の屈折率ｎ_p
と、液晶の常光屈折率ｎ_oとは略一致するようにする。
液晶層に電界が印加された時に液晶分子が一方向に配向
し、液晶層の屈折率がｎ_oとなる。したがって、樹脂の
屈折率ｎ_pと一致し、液晶層は光透過状態となる。屈折
率ｎ_pとｎ_oとの差異が大きいと液晶層に電圧を印加して
も完全に液晶層が透明状態とならず、表示輝度は低下す
る。屈折率ｎ_pとｎ_oとの屈折率差は０．１以内が好まし
く、さらには０．０５以内が好ましい。

【００９５】ＰＤ液晶層中の液晶材料の割合はここで規
定していないが、一般には２０重量％〜９０重量％程度
がよく、好ましくは５０重量％〜８５重量％程度がよ
い。２０重量％以下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％以上となると高分子と
液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、界面の割合
は小さくなり散乱特性は低下する。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％以
下では液晶滴は独立したドロップレト状として存在し、
５０重量％以上となると高分子と液晶が互いに入り組ん
だ連続層となる。

【００９６】水滴状液晶の平均粒子径または、ポリマー
ネットワークの平均孔径は、０．５μｍ以上３．０μｍ
以下にすることが好ましい。中でも、０．８μｍ以上２
μｍ以下が好ましい。ＰＤ表示パネルが変調する光が短
波長（たとえば、Ｂ光）の場合は小さく、長波長（たと
えば、Ｒ光）の場合は大きくする。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が大き
いと、透過状態にする電圧は低くなるが散乱特性は低下
する。小さいと、散乱特性は向上するが、透過状態にす
る電圧は高くなる。

【００９７】本発明の表示パネルに高分子分散液晶を用
いる場合は、青色光を変調する表示パネルの水滴状液晶
の平均粒子径もしくはポリマー・ネットワークの平均孔
径がは、赤色光を変調する表示パネルのそれよりも小さ
くしている。

【００９８】本発明にいう高分子分散液晶とは、液晶が
水滴状に樹脂中に分散されたもの（図３４参照）、樹脂
がスポンジ状（ポリマーネットワーク）となり、そのス
ポンジ状間に液晶が充填されたもの等が該当し、他に特
開平６−２０８１２６号公報、特開平６−２０２０８５
号公報に開示されているような樹脂が層状となっている
のも包含する。また、特公平３−５２８４３号公報のよ
うに液晶がカプセル状の収容媒体に封入されているもの
も含む。さらには、液晶または樹脂３３２中に二色性、
多色性色素を含有されたものも含む。

【００９９】液晶層１７の膜厚は５〜２０μｍの範囲が
好ましく、さらには８〜１５μｍの範囲が好ましい。膜
厚が薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれず、逆に
厚いと高電圧駆動を行わなければならなくなり、ゲート
信号線にＴＦＴ１４をオンオフさせる信号を発生するゲ
ートドライブ回路、ソース信号線２１に映像信号を印加
するソースドライブ回路の設計などが困難となる。

【０１００】液晶層１７の膜厚制御としては、黒色のガ
ラスビーズまたは黒色のガラスファイバー、もしくは、
黒色の樹脂ビーズまたは黒色の樹脂ファイバーを用い
る。特に、黒色のガラスビーズまたは黒色のガラスファ
イバーは、非常に光吸収性が高く、かつ、硬質のため液
晶層に散布する個数が少なくてすむので好ましい。

【０１０１】以上の説明においてビーズ、ファイバーは
黒色としたが、本発明の表示パネルを投写型表示装置の
ライトバルブとして用いる場合はこれに限定されるもの
ではない。投写型表示装置は３枚の表示パネルでＲ，
Ｇ，Ｂの３色の光をそれぞれ変調するものである。Ｒ光
を変調する表示パネルに用いるビーズ１９などは、Ｒ光
を吸収させれば良い。つまり、変調する光の色に対し
て、補色の関係にある色素を含有したビーズ１９を用い
ればよい。

【０１０２】液晶層１７は、電圧無印加状態で入射光を
散乱（黒表示）する。透明のビーズを用いると黒表示で
あっても、前記ビーズの箇所から光漏れが生じ、表示コ
ントラストを低下させる。本発明の表示パネルのよう
に、黒色のガラスビーズまたは黒色のガラスファイバー
を用いれば光漏れは生じず、良好な表示コントラストを
実現できる。

【０１０３】一方、対向基板１１上にはＩＴＯからなる
対向電極１３が形成され、対向電極１３上に誘電体多層
膜１６が形成されている。誘電体多層膜１６の薄厚は
１．５μｍ以上となるため、誘電体多層膜１６上に対向
電極１３を形成することはあまり好ましくない。これ
は、誘電体多層膜１６のエッジで対向電極１３が電気的
に切断されるからである。誘電体多層膜１６は屈折率が
１．７以下の低屈折率の誘電体薄膜（以後、低屈折薄膜
と呼ぶ）と屈折率が１．８以上の高屈折率の誘電体薄膜
（以後、高屈折薄膜と呼ぶ）を交互かつ多層に積層した
ものである。低屈折薄膜としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ
₂、屈折率ｎ＝１．４６）またはフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂、屈折率ｎ＝１．３９）が例示される。高屈
折薄膜としては酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂、屈折率ｎ＝
２．０）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂、屈折率ｎ
＝２．０５）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅、屈折率ｎ＝
１．９５）が例示され、中でも、紫外線光の領域で光吸
収率が小さいＨｆＯ₂およびＳｉＯ₂を用いることが好ま
しい。ＺｒＯ₂は紫外線光の透過率ＨｆＯ₂に比較して多
少劣り、また、ＭｇＯ₂はクラックなどが生じることが
ある。ＳｉＯ₂とＨｆＯ₂の多層構成はクラック等も生じ
にくく、紫外線透過率も良好である。

【０１０４】低屈折薄膜あるいは高屈折薄膜の一層あた
りの物理的膜厚ｄは、およそｄ＝λ／（４・ｎ）（ただ
し、λは設計主波長（ｎｍ））で示される。設計主波長
とは誘電体多層薄膜がＲ光を反射するように設計する場
合はλ＝６２０（ｎｍ）、Ｇ光を反射するように設計す
る場合はλ＝５４０（ｎｍ）、Ｂ光を反射するように設
計する場合はλ＝４６０（ｎｍ）程度とする。なお、前
記λは表示パネルが変調する光の波長、光の波長に対す
る強度分布に対応して定める。

【０１０５】実際に設計を行なう場合には、特定波長に
急激な透過帯域が生じたり、反射帯域が生じたりするた
め各層の光学的膜厚を調整する必要がある。誘電体多層
膜１６の設計の一例を以下の（表１）（表２）（表３）
に示し、また、その特性図を（図３５）、（図３６）お
よび（図３７）に示す。

【０１０６】

【表１】

【０１０７】

【表２】

【０１０８】

【表３】

【０１０９】なお、各表においてＩＴＯとは対向電極１
３のことである。ＩＴＯの屈折率ｎは２．０としてい
る。ＩＴＯ薄膜１３は表示パネルに入射する光の波長に
対応してその膜厚を最適に形成する。一例としてＩＴＯ
薄膜１３の光学的膜厚（ｄ・ｎ）は略λ／２とする。略
λ／２の倍数とすれば特定波長に対する光の反射率が低
下する。また、液晶１７の屈折率は１．５としている。
これは液晶材料により変化するが、ほとんどの場合は
１．５から１．６の範囲であり、その屈折率の変化は誘
電体多層薄膜の設計にあまり影響を与えない。

【０１１０】また、各表において層数は２４層（ＩＴＯ
１３を除くと２３層）としているが、これに限定される
ものではない。さらに積層してもよいし、逆に少なくと
も良い。少ない場合は特定可視光の反射率が低下する。
多く積層すれば特定可視光はほぼ１００％反射する。こ
れは、積層の製造コストと求める特性により決定すべき
である。

【０１１１】また、（表１）から（表３）のうち任意の
２つを組み合わせれば（積層すれば）、２つの波長の光
を反射できるようになる。たとえば、（表１）と（表
２）の２つを積層させればＢ光およびＧ光を反射する誘
電体多層膜１６を構成できる。また、（表１）から（表
３）のすべてを積層すればＲ、Ｇ、Ｂ光のすべてを反射
する誘電体多層膜１６を構成できる。

【０１１２】また、表示パネルで変調する光の波長に応
じてＩＴＯ１３の膜厚を変化させている点も重要であ
る。ただし、これに限定するものではない。光学設計で
他の膜厚にすることも可能だからである。ＩＴＯ薄膜と
ＨｆＯ₂の屈折率はともに２．０であるから各表のＩＴ
Ｏ薄膜の物理的膜厚を薄くして、薄くした分だけＨｆＯ
₂で補い、規定の膜厚のＩＴＯ薄膜の物理的膜厚として
もよい。

【０１１３】表示パネルの誘電体多層膜１６がＢ光を反
射する場合の設計例を以下（表１）に示す。その特性図
を（図３５）に示す。誘電体多層膜１６は紫外線領域の
光を透過し、Ｂ光を反射する。同様にＧ光を反射する場
合の設計例を（表２）に示し、その特性図を（図３６）
に示す。さらに、Ｒ光を反射する場合の設計例を（表
３）に示し、その特性図を（図３７）に示す。

【０１１４】各誘電体多層膜１６は混合溶液のＵＶ樹脂
を硬化させる時は、紫外線を透過する。表示パネルをラ
イトバルブとして用いているときは、特定可視光を反射
するため、ＢＭ３８１として機能する。

【０１１５】なお、誘電体多層膜１６は紫外線光を透過
し、可視光を反射するとしたが、これに限定されるべき
ではない。ポリマー３３２が可視光硬化タイプの場合は
特定可視光を透過し、表示パネルが変調する波長の光を
反射させればよい。たとえば、表示パネルがＲ光を変調
する場合、誘電体多層膜１６はＢ光を透過しポリマー３
３２を硬化させ、Ｒ光を反射しＢＭとして機能させれば
よい。たとえば（図３７）の特性のものを誘電体薄膜１
６として用いればよい。以上のことは以下の本発明の実
施例においても同様である。

【０１１６】２３層を積層したときの誘電体多層膜１６
の膜厚はＢ光を反射する場合で、１．５μｍ程度、Ｒ光
を反射する場合で、２．０μｍ強となる。ＰＤ液晶はラ
ビング処理の必要がないから、誘電体多層膜１６の形成
により凹凸が生じても問題とならない。このように膜厚
のある誘電体多層薄膜を形成できるのは、ＰＤ表示パネ
ルならではの特徴である。

【０１１７】誘電体多層膜１６で可視光の全帯域（白色
光）を反射させようとすると、設計主波長λを２種類用
いなければならない。例えば、第１の波長λ₁を５００
（ｎｍ）、第２の波長λ₂を６００（ｎｍ）にする。ま
ず、第１の波長λ₁で、物理的膜厚を求め第１の誘電体
多層薄膜をＩＴＯ薄膜１３上に形成し、さらにその上に
第２の波長λ₂で物理的膜厚を求め、第２の誘電体多層
薄膜を積層する。以上のように形成すれば、可視光全域
の光を反射し、かつ、紫外線領域の光を透過する誘電体
多層膜１６を作製できる。誘電体多層薄膜の膜厚は先の
実施例の２倍の３（μｍ）程度となる。

【０１１８】誘電体多層膜１６はＴＦＴ１４、ゲートお
よびソース信号線の上層に形成されている。前記薄膜は
従来のＴＮ表示パネルのＢＭ３８１と同一位置、同一形
状と考えて大差ない。つまり、画素電極、画素形状に対
応して形成される。パターニングは一例として、ＳｉＯ
₂、ＨｆＯ₂はフッ化水素酸等で、ＺｒＯ₂は硫酸、フッ
化水素酸等で、ＭｇＦ₂は硝酸等でエッチングできる。
エッチング条件などは誘電体多層膜の常着条件によって
かなり変化するので試験を行いながら、条件だしを岡な
う必要がある。なお、ドライエッチング技術を用いてパ
ターニングを行なってもよい。

【０１１９】誘電体多層膜１６は紫外線光の光を透過す
る。この透過するとは対向基板１１に入射した光のほと
んどが液晶層１７に到達するという意味でない。紫外線
光はガラス基板１１でも吸収されるし、対向電極１３の
ＩＴＯもかなり吸収する。入射した紫外線光の一部が液
晶層１７に達し、ＵＶ樹脂の硬化を開始させる光透過量
があるという意味である。

【０１２０】Ｃｒなどの薄膜は１０００オングストロー
ム以上の膜厚があると全く光を透過しない。それに比較
すれば誘電体多層膜１６は紫外線光を十分透過する。ガ
ラス基板１１と対向電極１３を透過し液晶層１７に到達
する紫外線の光量と、ガラス基板１１と対向電極１３と
誘電体多層膜１６を透過し液晶層１７に到達する紫外線
の光量は差異がある。しかし、ＵＶ樹脂を硬化できるこ
とには異論がない。

【０１２１】以上のように誘電体多層膜１６は紫外線光
を透過するから、すべての液晶層１７の混合溶液のＵＶ
樹脂を硬化できる。したがって、本発明の表示パネルは
経時変化がおきにくく、安定性が良好である。また、可
視光を反射するから、ＢＭの機能も有する。

【０１２２】誘電体多層膜１６が一定膜厚以上あると、
電圧降下を生じさせ不要な電界分布により画素電極１５
の周辺部からの光もれを防止する効果がある。以下、こ
の効果について（図２）を参照しながら、説明をする。

【０１２３】液晶の比誘電率εは１５から３０程度であ
る。それに比較して、誘電体多層膜１６の比誘電率は小
さい。たとえばＳｉＯ₂の比誘電率は４程度である。

【０１２４】（図２）に示すように、電圧が印加された
部分間には電気力線２２が生じる。たとえば、ソース信
号線２１と画素電極１５間、ソース信号線２１と対向電
極１３間にである。液晶分子２３は電気力線２２に沿っ
て配向する。液晶分子２３が基板１２に対して垂直に配
向すると、（図２４）に示すように液晶分子２３の屈折
率とポリマー３３２の屈折率が一致し、光透過状態とな
る。（図２（ａ））の電気力線２２ｂに沿って液晶分子
２６が配向すると、画素電極１５周辺部が光透過状態と
なり、画素電極１５周辺部から光もれが発生する。これ
は表示パネルの表示コントラストを低下させる。

【０１２５】（図２（ｂ））に示すように、誘電体多層
膜１６が形成されていると、液晶層１７中のソース信号
線２１と対向電極１３間の電気力線数は少なく（電界強
度は弱く）なる。液晶の立ちあがり電圧以下では液晶分
子２３は配向しないから、ソース信号線２１上の液晶層
１７は常時散乱状態となる。ソース信号線２１上の液晶
層１７に電圧が印加されにくくなるのは誘電体多層膜１
６での電圧降下が大きいからである。誘電体多層膜１６
の膜厚は１．５（μｍ）以上、液晶層１７の膜厚は１０
（μｍ）強である。誘電体多層膜１６の比誘電率は液晶
層１７の比誘電率と比較してかなり小さいから、液晶層
１７に印加される電圧は低くなる。

【０１２６】誘電体多層膜１６を十分厚く、かつ幅広く
形成すれば基板１２に対して垂直に配向する液晶分子２
３はなくなる、あるいはわずかとなり、画素電極１５周
辺部からの光もれは発生しにくくなる。光もれを防止す
るという効果からは、誘電体多層膜１６の膜厚は厚い方
がよい。また、厚くなれば特定可視光を良好に反射する
ようになる。光もれの効果も考慮して、誘電体多層膜１
６の形成位置および層数を決定すべきである。

【０１２７】（図１）に示す実施例では誘電体多層膜１
６は対向電極１３上に形成したが、（図３）に示すよう
にアレイ基板１２上に形成してもよい。（図３）に示す
ように誘電体多層薄膜２３は、隣接した画素電極１５間
にまたがるように形成をする。この場合、画素電極１５
とソース信号線２１間からの光もれを防止するために
は、誘電体多層薄膜２３は入射光を反射する光学的性質
をもたせるように設計すればよい。たとえば、表示パネ
ルがＲ光を変調するものである場合は、Ｒ光を反射し、
アレイ基板１２より出射しないようにする。

【０１２８】誘電体多層薄膜２３は紫外線光を透過させ
る性質をもたせる必要はない。なぜならば、対向電極１
３面には紫外線光の遮光物は何も形成されていないから
である。なお、（図２（ｂ））で説明したように、誘電
体多層薄膜２３に電圧降下の機能があることも同様であ
る。たとえば（図４）に示すようにである。液晶層１７
におよぶ電気力線２２を少なくする効果は（図２）のよ
うに対向電極１３上に形成した場合よりも効果が高い。
直接、誘電体多層膜１６ａがソース信号線２１上に形成
され、ソース信号線２１からの電界をシールドするから
である。

【０１２９】先の実施例は誘電体多層膜１６により、ソ
ース信号線などからの電界をシールドする構成であっ
た。しかし、誘電体多層膜１６を他の材料に置き換えて
もシールド効果を実現できる。他の材料とは、液晶層１
７の液晶の比誘電率よりも小さい材料（低誘電体材料）
である。たとえば、ＳｉＯ2、ＳｉＮXなどの無機材料、
液晶層１７のポリマー３３２、レジスト、ポリビニィー
ルアルコール（ＰＶＡ）などの有機材料などが例示され
る。その実施例としては（図３）（図６）（図１３）に
おいて誘電体多層膜１６ａを前記低誘電体材料で構成す
ればよい。

【０１３０】（図４）において、低誘電体材料１６ａの
比誘電体率をε2、液晶層１７の比誘電体率をε1、液晶
層１７の膜厚をｄ1、低誘電体材料１６ａの膜厚をｄ2と
し、対向電極１５とソース信号線２１間に印加される電
圧をＶとすると、液晶層１７のｄ1に印加される電圧Ｖ
は、以下の（式１）で表される。

【０１３１】 Ｅ＝（ε2ｄ1Ｖ）／（ε1ｄ2＋ε2ｄ1） −−−−−−（式１） 液晶層１７のｄ1に印加される電圧Ｅが、液晶の立ち上
がり電圧（液晶が電圧により配向し、液晶層の透過率が
変化しはじめる電圧）以下となるように、低誘電体材料
１６ａの膜厚を設定すれば光漏れが生じることはなくな
り最も好ましい。しかし、実用上は多少液晶が配向して
も差し支えない場合が多い。一般的に液晶層１７が完全
に透過状態となったときを１００％をして３０％の透過
量であれば許容できる。つまり、液晶層１７に印加され
る電圧Ｅが透過率３０％以下となるように低誘電体材料
１６ａの膜厚を規定する。

【０１３２】（式１）に関する事項は、後に説明する
（図６）（図１３）の薄膜１６ａの膜厚、（図８）（図
１４）に示す信号線上に形成されたカラーフィルタ７１
の膜厚、（図３９（ｂ））に示す低誘電体柱（３９１ａ
＋３９１ｂ）の高さの設定にも適用できる。

【０１３３】誘電体多層膜１６はＢＭとして機能させる
ことにより画素電極１５周辺からの光抜けを防止すると
いう技術的効果がある。この効果は、低誘電体材料でソ
ース信号線２１などをシールドすることでも達成でき
る。つまり、誘電体多層膜１６はＢＭとして機能させる
のと、低誘電体材料でソース信号線２１などをシールド
するのとは、液晶表示パネルという技術分野が同一で、
かつ、解決する技術的課題が同一である。

【０１３４】前記低誘電体材料の内、有機材料を用いる
ことが好ましく、中でも、ポリマー３３２などに用いる
感光性の樹脂を用いることが好ましい。たとえば、紫外
線硬化性アクリル樹脂が例示される。これらの樹脂は、
液晶層１７との密着性を良好にするため、液晶層とアレ
イ基板１２との剥離などが発生しにくくする効果があ
る。また、比較的厚く構成できる。樹脂の感光、現像プ
ロセスにより低誘電体膜を短時間かつ低コストで容易に
形成できるからである。当然のことながら、低誘電体膜
の膜厚１６ａが厚いほどシールド効果、横電界防止の効
果は高くなる。

【０１３５】なお、低誘電体膜１６ａに限定するもので
はない。たとえば、（図３８）（図３９）に示すように
低誘電体柱３９１としてもよい。（図３８）は透過型の
表示パネルに適用した例、（図３９（ａ））は反射型の
表示パネルに適用した例である。

【０１３６】前記低誘電体柱３９１は対向基板１１側に
形成することが好ましい。対向基板１１側は対向電極１
３以外は形成されておらず、基板面に平滑性があり、か
つ、ＴＦＴ１４などの静電気による破壊などが生じるお
それがないからである。

【０１３７】なお、低誘電体柱３９１は、柱状に形成す
ることに限定されない。たとえば、（図３９（ｂ））に
示すように、アレイ基板１２に低誘電体柱３９１ｂを形
成し、対向電極基板１１に低誘電体柱３９１ａを形成し
てもよい。

【０１３８】低誘電体柱３９１のように柱状の形成すれ
ば、前記柱で液晶層１７の膜厚を一定に保つことができ
る。したがって、黒ビーズ１９の散布が必要でない。そ
のため、表示パネルの製造工程が簡略化される。また、
画素電極１５上に黒ビーズ１９などの障害物がなくなる
ため、良好な画像表示を実現できる。

【０１３９】このように低誘電体柱３９１、低誘電体膜
１６ａを容易に形成できるのは、ＰＤ表示パネルは、Ｔ
Ｎ表示パネルのようにラビングという配向処理が不要な
ためてある。低誘電体柱３９１、低誘電体膜１６ａが形
成されていればラビングという配向処理は不可能であ
る。低誘電体柱３９１または低誘電体膜にラビング布が
引っかかってうまく基板１１、１２面をこすれないため
である。

【０１４０】（図３８）等に示すように、ソース信号線
２１から発生する電気力線をシールドすれば、画素電極
１５周辺部の光抜けを低減できる。ソース信号線２１と
画素電極１５間の電磁結合を防止できるからである。

【０１４１】低誘電体膜および低誘電体柱３９１は、着
色してもよい。着色すれば、液晶層１７内で乱反射する
光を吸収でき画像品位は向上する。遮光膜１８でも説明
したように、例えば、黒色の色素あるいは顔料を樹脂中
に分散したものを用いても良いし、カラーフィルターの
様に、ゼラチンやカゼインを黒色の酸性染料で染色して
もよい。黒色色素の例としては、単一で黒色となるフル
オラン系色素を発色させて用いることもし、緑色系色素
と赤色系色素とを混合した配色ブラックを用いることも
できる。

【０１４２】以上の材料はすべて黒色の材料であるが、
本発明の表示パネルを投写型表示装置のライトバルブと
して用いる場合はこれに限定されるものではなく、Ｒ光
を変調する表示パネルの低誘電体柱３９１としてはＲ光
を吸収させれば良い。したがって、色素を用いて天然樹
脂を染色したり、色素を合成樹脂中に分散した材料を用
いることができる。たとえば、アゾ染料、アントラキノ
ン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料
などから適切な１種、もしくはそれらのうち２種類以上
を組み合わせればよい。

【０１４３】また、低誘電体柱３９１上にＢＭ３８１を
形成する構成も考えられる。この場合、（図３８）に示
すように、低誘電体柱３９１と対向電極１３間にＢＭ３
８１を形成する。このように構成することにより、画素
電極１５周辺からの光抜けは全くなくなる。

【０１４４】（図１）および（図２）の表示パネルは画
素電極１５がＩＴＯで形成された光透過型の表示パネル
を想定しているが、これに限るものではなく、たとえば
画素電極１５が金属で形成された反射型の表示パネルに
も適用できる。誘電体多層薄膜２３の設計は（表１）
（表２）（表３）の場合と異なる。なぜならばＩＴＯ１
３がないからである。しかし、設計手法は誘電体多層膜
１６と同様に行えばよく、その実現性に困難性はない。

【０１４５】画素電極周辺部の光もれをさらに防止する
には、（図５（ｂ））に示すように画素電極１５の周辺
部に遮光膜５１を形成すればよい。なお、（図５
（ａ））は対向基板１１等をとりのぞいたときのアレイ
基板１２の平面図、（図５（ｂ））は表示パネルの断面
図である。遮光膜の一例としてＣｒからなる金属薄膜が
例示され、また、アクリル樹脂にカーボン等を分散させ
たものが例示される。また遮光膜１８と同様の材料を用
いてもよい。（図２）の電気力線２２ｂにより液晶分子
２６が配向し液晶層１７が透過しても、遮光膜２４によ
り遮光するから画素周辺部の光ぬけはなくなる。

【０１４６】遮光膜２４はソース信号線２４と画素電極
１５とが近接する位置に形成することが好ましく、さら
に好ましくは（図５（ａ））に示すように、ゲート信号
線５２と画素電極１５とが近接する位置にも形成するこ
とが好ましい。これはゲート信号線５２と画素電極１５
間にも電気力線が発生するためである。他の構成および
効果等は（図１）と同様であり説明を省略する。

【０１４７】なお、（図６）に示すようにアレイ基板１
１に誘電体多層膜１６ａを、対向基板１１に誘電体多層
膜１６ｂを形成してもよい。その際、誘電体多層膜１６
ａはＲ光反射、誘電体多層膜１６ｂはＧ光反射というふ
うにしてもよい。両基板１１、１２に誘電体多層膜１６
ａ、１６ｂの凹凸を形成することにより、両基板１１、
１２と液晶層１７との密着性が良好となり、剥離等が低
減する。また、誘電体多層膜１６が反射する光の帯域が
広くなりＢＭとしての機能も高くすることができる。ま
た、（図６）において、１６ａは樹脂などで形成した低
誘電体膜と置き換えてもよい。

【０１４８】１枚の表示パネルでカラー表示を行うに
は、（図７）に示すように画素電極１５ａもしくは対向
電極１３上にカラーフィルタ７１を形成すればよい。カ
ラーフィルタの色配置としてはデルタ配置、正方配置等
があるがいずれでもよい。

【０１４９】（図８）カラーフィルタ７１を画素電極１
５上に形成し、かつソース信号線２１等の信号線上にも
形成すると、（図４）に示すようにシールドの効果が発
揮される。なぜならば、カラーフィルタ７１は通常樹脂
で形成されているため、比誘電率εは液晶層１７の比誘
電率より小さい。また、カラーフィルタの膜厚は比較的
厚い。そのためソース信号線２１等にカラーフィルタを
形成すれば電界シールドの効果が発揮されるからであ
る。（図８）に示すようにカラーフィルタは信号線上に
重ねる。たとえばＲ色のカラーフィルタ７１ｃに緑色の
カラーフィルタ７１ａを信号線２１ａ上に重ねる。好ま
しくは、さらに青色、黒色のカラーフィルタを重ねる。
そうすれば、（図９）に示すように電気力線２２ａ、２
２ｂは非常に弱くなり、前記電気力線に沿って液晶分子
は配向しなくなる。ゆえに、画素電極１５の周辺部から
の光もれは発生しにくくなる。以上の構成を選択すれ
ば、良好な表示コントラストを実現できる。

【０１５０】各カラーフィルタが重なった部分は光を吸
収することからも、画素電極１５周辺部（というよりは
少なくとも２色のカラーフィルタが重なった部分）から
は光もれが発生しなくなる。

【０１５１】カラーフィルタの色はＲ、Ｇ、Ｂの３色も
しくはＲ、Ｇ、Ｂおよび黒等の４色を用いる。しかし、
これに限定するものではなく、イエロー、シアン、マゼ
ンダの３色もしくはイエロー、シアン、マゼンダおよび
黒の４色等でもよい。

【０１５２】また、光変調層はラビング処理が必要でな
い等の観点から、高分子分散液晶を用いることが好まし
いが、これに限定するものではない。たとえば、ゲスト
ホスト（ゲスト＝色素、ホスト＝液晶）液晶を用いても
よい。好ましくは、前記ゲストホスト液晶に黒色の色素
を含有させる。ゲストホスト液晶には相転移型等、いろ
いろなモードのものがある。これらのいずれをもちいて
もよい。一般的にゲストホスト液晶層が透過状態の時、
反射電極等に形成されたカラーフィルタの色が見え、不
透過状態の時、黒色表示となる。

【０１５３】（図８）は透過型の表示パネルであるが、
先のカラーフィルタを重ねるという技術的思想は（図１
２）等に示すような反射型の表示パネルにも適用でき
る。つまり、反射電極１２１ａおよび１２１ｂにカラー
フィルタを形成し、反射電極１２１間で前記カラーフィ
ルタを重ねる。この場合ソース信号線２１はないからソ
ース信号線からの電界をシールドするという効果はな
い。しかし、反射電極１２１ａと１２１ｂ間で生じる電
界（以後、横電界と呼ぶ）に液晶分子が配向し、液晶層
１７が透過状態（透過状態となると、画素電極間に映像
表示と関係のない表示が表示される）となることを防止
できる。

【０１５４】以上のようにカラーフィルタを画素電極等
間に形成すれば、画素電極等周辺部の光もれ等を防止で
きる。反射電極１２１間には、少なくとも二色のカラー
フィルタが重ねられる。好ましくは３色または４色のカ
ラーフィルタを重ねる。重ねられた箇所は光を透過しに
くく、もしくは透過しなくなる。したがって、重ねられ
た箇所は遮光膜として機能する。つまり、反射電極１２
１ａと１２１ｂ間から光が絶縁層１２３に侵入すること
を防止できる。侵入した光が、ＴＦＴ１４の半導体層に
入射すると、ＴＦＴ１４にホトコンダクタ現象をひきお
こさせる。カラーフィルタを重ねて遮光膜とすれば前記
ホトコンダクタ現象の発生を防止でき、良好な画素表示
を行なえる。また、カラーフィルタを重ねるだけである
から、コスト増もない。

【０１５５】なお、前述の説明において、反射電極１２
１間あるいは画素電極１５間に２色以上のカラーフィル
タを重ねて遮光膜とするとしたが、これに限定するもの
ではない。たとえば、２色のカラーフィルタの色素をあ
らかじめ混合したカラーフィルタを作製し、前記混合し
たカラーフィルタを前記電極間に形成してもよい。した
がって、２色以上のカラーフィルタを積層するとは、２
色以上の色素を含有するカラーフィルタを一層以上形成
するという方式または構成をも包含する。

【０１５６】カラーフィルタによる光もれ等の防止とい
う事項は、誘電体多層膜１６により光もれ等という課題
の解決の手段として同一である。もちろん（図８）示す
ように対向電極１３上に誘電体多層膜１６を形成してお
いてもよいが、前記多層薄膜１６がなくとも、“カラー
フィルタを重ねる”という構成により光もれ等を防止で
きることはいうまでもない。

【０１５７】つまり、誘電体多層膜１６はＢＭとして機
能させるのと、カラーフィルタでソース信号線２１など
をシールドするのとは、液晶表示パネルという技術分野
が同一で、かつ、解決する技術的課題が同一である。

【０１５８】なお、ＩＴＯ薄膜１３は（図１０）に示す
ように誘電体多層膜１６上に形成してもよいことは言う
までもないであろう。

【０１５９】本発明の表示パネルに共通して言えること
であるが、（図１１）に示すように画素電極１５と対向
電極１３のうち少なくとも一方に絶縁膜１１を形成する
ことは有効である。絶縁膜としてはＴＮ液晶表示パネル
等に用いられるポリイミド等の配向膜、ポリビニールア
ルコール（ＰＶＡ）等の有機物、ＳｉＯ₂等の無機物が
例示される。好ましくは、密着性等の観点からポリイミ
ド等の有機物がよい。

【０１６０】高分子分散液晶１７は比較的、比抵抗が低
い。そのため画素電極１５に印加された電荷を１フィー
ルド（１／３０または１／６０秒）の時間のあいだ完全
に保持できない場合がある。保持できないと液晶層１７
が完全に透明状態とならず、表示輝度が低下する。ポリ
イミド等の有機物からなる薄膜は比抵抗が非常に高い。
したがって、有機物からなる薄膜を電極上に形成するこ
とにより電荷の保持率を向上できる。絶縁膜１１１は液
晶層１７を電極とが剥離するのを防止する効果もある。
それは液晶層１７を構成する材料の約半分近くは樹脂か
らなる有機物であるからである。

【０１６１】また、有機物からなる絶縁膜１１１を形成
すれば、液晶層１７のポリマーネットワークの孔径ある
いは水滴状液晶の粒子径がほぼ均一になるという効果も
ある。対向電極１３上に有機残留物がのこっていても絶
縁膜１１１で被覆するためと考えられる。その効果はポ
リイミドよりもＰＶＡの方が良好である。これはポリイ
ミドよりもＰＶＡの方がぬれ性が高いためと考えられ
る。しかし、パネルに各種の絶縁膜１１１を作製し、お
こなった信頼性（耐光性、耐熱性など）試験の結果で
は、ＴＮ液晶の配向膜等に用いるポリイミドが、経時変
化がほとんど発生せず良好である。そのため、ポリイミ
ドを絶縁膜１１１として用いることが好ましい。

【０１６２】なお、有機物で絶縁膜を形成する際、その
膜厚は０．０２μｍ以上の０．１μｍの範囲が好まし
く、さらには０．０３μｍ以上０．０８μｍ以下が好ま
しい。また、カラーフィルタ７１を形成する場合は、
（図１１（ｂ））に示すように画素電極１５上形成す
る。当然のことながらカラーフィルタ７１は対向電極上
に形成してもよい。また、カラーフィルタ７１が絶縁膜
１１１として機能する場合は、カラーフィルタ７１が形
成されていない電極上にのみ絶縁膜１１１を形成すれば
よい。

【０１６３】なお、以上の（図３８）（図３９）に示す
低誘電体柱３９１もしくは低誘電体膜１６ａに関する構
成、（図８）（図１４）のカラーフィルタに関する構
成、（図１）の黒ビーズ１９および誘電体多層膜１６に
関する構成、（図５）の遮光膜５１に関する構成、（図
１１）の絶縁膜１１１に関する構成などは本発明の表示
パネルおよび表示装置において任意に組み合わせて用い
られる。この事項は、アクティブマトリックス型表示パ
ネル（反射、透過型パネル）、単純マトリックス型表示
パネルあるいは（図２１）に示すキャラクタ表示パネル
のいずれにも適用される。

【０１６４】表示パネルが反射型の場合は、（図１２）
に示すように反射電極１２１間に誘電体多層膜１６を形
成すればよい。この場合の誘電体多層膜１６も（図１）
に示す場合と同様に紫外線光の透過し、変調する光を反
射するＢＭとしての機能を具備すればよい。誘電体多層
膜１６の構成および効果等は（図１）と同様であるので
説明を省略する。

【０１６５】以下、本発明の反射型の表示パネルについ
て少し詳しく説明しておく。ガラス基板（対向基板）１
１の片面には反射防止膜１２４が形成されている。反射
防止膜１２４は（図１３）に示すように３層の構成ある
いは（図１２）に示すように２層構成がある。なお、３
層の場合は広い可視光の波長帯域での反射を防止するた
めに用いられ、これをマルチコートと呼ぶものとする。
２層の場合は特定の可視光の波長帯域での反射を防止す
るために用いられ、これをＶコートと呼ぶものとする。
マルチコートとＶコートは表示パネルの用途に応じて使
い分ける。通常Ｖコートは投写型表示装置のライトバル
ブとして表示パネルを用いる場合に採用され、マルチコ
ートは表示パネルを直視型パネルとして用いる時に採用
される。

【０１６６】マルチコートの場合は酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）を光学的膜厚がｎｄ＝λ／４、ジルコニウ
ム（ＺｒＯ₂）をｎｄ＝λ／２、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４積層して形成する。通常、
λとして５２０ｎｍもしくはその近傍の値として薄膜は
形成される。Ｖコートの場合は一酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ）を光学的膜厚ｎｄ＝λ／４とフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４、もしくは酸化イットリウ
ム（Ｙ₂Ｏ₃）とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）をｎｄ
＝λ／４積層して形成する。なお、ＳｉＯは青色側に吸
収帯域があるため青色光を変調する場合はＹ₂Ｏ₃を用い
た方がよい。また、物質の安定性からもＹ₂Ｏ₃の方が安
定しているため好ましい。

【０１６７】ＴＦＴ１４上には絶縁膜１２３を介して反
射電極３１が形成されている。反射電極１２１とＴＦＴ
１４とは接続部１２２で電気的に接続されている。絶縁
膜１２３の材料としてはポリイミド等を代表とする有機
材料あるいはＳｉＯ₂，ＳｉＮｘなどの無機材料が用い
られる。反射電極１２３は表面をＡｌの薄膜で形成され
る。Ｃｒ等を用いて形成してもよいが、反射率がＡｌよ
り低く、また硬質のため反射電極３１周辺部の破れなど
が生じやすい。

【０１６８】（図１２）等に示す本発明の表示パネルで
は、反射電極１２１の下層にＴＦＴ１４を形成してい
る。つまり、反射電極１２１は高分子分散液晶層１７で
散乱した入射光がＴＦＴ１４の半導体層に入射すること
を防止する遮光膜（ＢＭ）の機能と、液晶層１７に電圧
を印加する電極としての機能とを合わせもっている。反
射電極１２１は金属材料で形成され、遮光効果も十分で
あり、また、構造も簡単であるため、低コスト化を実現
できる。

【０１６９】アレイ基板１２にはソース信号線等（図示
せず）が形成されている。反射電極１２１は、前記信号
線から放射される電気力線が液晶層１７に達するのをシ
ールドするという機能もある。したがって、前記ソース
信号線からの電気力線による画像ノイズが発生しない。

【０１７０】反射電極１２１とＴＦＴ１４とは接続部１
２２で電気的に接続をとる。接続をとるためには絶縁膜
１２３の膜厚以上に金属薄膜（反射電極）１２１を蒸着
する必要がある。絶縁膜１２３の膜厚は１μｍ程度であ
る。そのため、接続部１２２に１μｍの段差が生じる。
また、反射電極１２１の膜厚も１μｍとなるため、隣接
した反射電極間には１μｍの谷間が生じる。本発明の表
示パネルは高分子分散液晶を用いているため、ラビング
が必要でないため、前記段差があってもなんら障害はな
く、高い製造歩留で液晶表示パネルを製造できる。

【０１７１】接続端子部１２２には１μｍの段差が生じ
る。また、ＴＦＴ１４の形状が反射電極１２１にパター
ニングされ、１μｍ程度の凹凸が生じる。本発明の表示
パネルは高分子分散液晶を用いているため、散乱状態の
変化として光変調を行う。したがって、前記段差および
ＴＦＴ１４の凹凸による液晶膜厚の１μｍ程度変化は、
ほとんど光変調に影響を与えない。ＴＮ液晶等のように
旋光特性を光変調に応用する表示パネルでは前記凹凸は
光変調に致命傷となるであろう。また、本発明の表示膜
厚は８μｍ以上と厚いことも液晶層１７の膜厚むらに対
して、よい方向の作用する。

【０１７２】（図１２）でも明らかなように、（図４
６）に示す従来のＴＮ表示パネルのように対向電極１３
にはＢＭ３８１を形成していない。本発明の表示パネル
は、基本的には対向電極１３上にはパターニングして形
成した構成物はない。そのため、対向基板１１とアレイ
基板１２とのとを貼り合わせる工程において、対向基板
１１とアレイ基板１２との位置合わせが不要となり製造
が容易となる。もし、ＢＭ３８１等が形成されておれば
前記ＢＭ３８１を画素電極１５と対向するようにμｍオ
ーダーの位置合わせが必要となる。

【０１７３】また、ＢＭ３８１が形成されておれば、液
晶層１７に紫外線光を照射して液晶層の樹脂成分と液晶
成分との相分離させる際、前記ＢＭが紫外線光を遮光
し、ＢＭ下の樹脂が未硬化で残るという問題が発生す
る。前記未硬化の樹脂は表示パネルの安定性を阻害し、
経時変化が大きくなる。このような表示パネルは実用上
採用できない。

【０１７４】さらに、従来の表示パネルの１つであるＴ
Ｎ表示パネルでは、偏光板を用いて、入射光を直線偏光
にする必要がある。したがって、光の半分以上は利用で
きないことになり、光利用率は非常に低い。本発明の表
示パネルは高分子分散液晶を用いているため、偏光板を
用いる必要がないため、光利用率は非常に高くなる。

【０１７５】対向電極１２５は、対向基板１１側から順
に第１の誘電体薄膜、ＩＴＯ薄膜、第２の誘電体薄膜で
構成される３層構成であり、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は
λ／２、第１の薄膜、および第２の薄膜の光学的膜厚は
それぞれλ／４である。なお、ＩＴＯ薄膜は対向電極と
しても機能する。

【０１７６】第１の薄膜および第２の薄膜の屈折率は
１．６０以上１．８０以下が望ましい。一例としてＳｉ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＦ₃、ＷＯ₃、Ｐｂ
Ｆ₂が例示される。また、中でも、第１の薄膜をＳｉＯ
に、第２の薄膜をＹ₂Ｏ₃にした場合、可視光領域全般に
わたり０．１％以下の極めてすぐれた反射防止効果を実
現できる。

【０１７７】なお、対向電極１２５は、第１および第２
の誘電体薄膜の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜の光学
的膜厚をλ／２としたが、第１および第２の誘電体薄膜
の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚をλ／
４としてもよい。

【０１７８】さらに、反射防止膜の理論で述べれば、Ｎ
を１以上の奇数、Ｍを１以上の整数としたとき、第１お
よび第２の誘電体薄膜の光学的膜厚は（Ｎ・λ）／４、
ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は（Ｎ・λ）／４であればよ
い。もしくは、第１および第２の誘電体薄膜の光学的膜
厚は（Ｎ・λ）／４、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は（Ｍ・
λ）／２であればよい。

【０１７９】さらには、第１および第２の誘電体薄膜の
うち一方は省略することができる。その場合は、多少反
射防止としての性能は低下するが、実用上は十分である
ことが多い。この場合も、さきの反射防止の理論を適用
する事ができる。

【０１８０】対向電極１２５の形成により液晶層１７に
入射せずに、反射する光を防止できるから、表示コント
ラストを大幅に向上できる。

【０１８１】なお、誘電体多層薄膜１６は（図１３）の
１６ａに示すように反射電極間に形成してもよい。さら
には、誘電体多層薄膜は低誘電体膜１６ａと置き換えて
もよい。また、（図１４）に示すように反射電極１２１
上にカラーフィルタを形成することにより一枚の表示パ
ネルでカラー画像を表示できる。

【０１８２】高分子分散液晶分散液晶を用いた表示パネ
ルでは液晶層および対向アレイ基板間で光の乱反射が生
じ、表示コントラストが低いという課題がある。この課
題に対しては（図２９）のように本発明の表示パネル２
８１に厚い透明基板２８３または凹レンズ２８４を取り
つけることにより対処できる。厚い透明基板２８３また
は凹レンズ２８４は対向基板１１またはアレイ基板１２
の屈折率と略一致する透明接続剤ではりつける。液晶層
１７で散乱した光は光出射面で反射し、無効面に塗布さ
れた光吸収膜２８５で吸収される。そのため、前記光が
再び液晶層１７にもどり散乱（２次散乱）することがな
い。したがって表示コントラストが向上する。以上の記
述は特願平４−１４５２９７号にてさらに詳しく説明さ
れているので参照されたい。

【０１８３】以上に説明した誘電体多層薄膜を用いて、
（図１５）の遮光パターン１６４を形成すれば、遮光パ
ターン下のＵＶ樹脂も硬化できるし、本来の遮光の機能
をもたせることができる。（図１６）はその実施例であ
る。同図において、（図１６（ａ））は表示パネルにお
いてソース信号線２１の方向（Ｋ−Ｋ’）に平行な断面
図、（図１６（ｂ））は表示パネルにおいてソース信号
線２１の方向とは直交する方向（Ｊ−Ｊ’）の断面図で
あり、表示領域の外側に誘電体多層薄膜で遮光パターン
１５１が形成されている。

【０１８４】表示パネルの製造時において、対向基板１
１とアレイ基板１２間に注入した混合溶液は対向基板１
１側から紫外線光を照射し、紫外線光は誘電体多層薄膜
４１を透過してＵＶ樹脂を硬化させる。また、表示パネ
ル完成後、表示パネルを使用時においては、表示パネル
が変調する光が誘電体多層薄膜１５１に入射すると反射
される。したがって、アレイ基板１２側には前記光は出
射されない。誘電体多層薄膜１５１の構成は（表１）か
ら（表３）で、効果等は（図１）等で説明したので説明
を省略する。

【０１８５】先の本発明の表示パネルの実施例は、各画
素電極にＴＦＴ等を配置したアクティブマトリックス型
表示パネルに関するものであった。紫外線を透過させ、
可能光を反射させてＢＭとして機能させる誘電体多層薄
膜１６を、表示パネルに形成するという技術的思想は単
純マトリックス型表示パネルにも適用できる。

【０１８６】（図１８）は本発明の技術的思想を単純マ
トリックス型表示パネルに適用した実施例である。電極
基板１７４にはＩＴＯからなるストライプ状電極１７１
が形成されており、一方電極基板１７５には同じくＩＴ
Ｏからなるストライプ状電極１７６か形成されている。
ストライプ状電極１７１と１７６とは直交する様に配置
されている。

【０１８７】（図１８）に示す実施例では誘電体多層薄
膜１７２は電極基板１７４側のみに形成されている。
（図１７（ａ））に示すように前記誘電体多層薄膜１７
２は矩形の開口部（画素）１７３以外に部分に形成され
ている。（図１７（ａ））のＣ−Ｃ’における断面図で
（図１７（ｂ））に、Ｄ−Ｄ’における断面図を（図１
７（ｃ））に示す。なお、誘電体多層薄膜１７２の機能
については（表１）から（表３）に示すものと同じもの
を用いる。また、効果、機能についても（図１）等で説
明をしたのであらためて説明する必要はないであろう。

【０１８８】単純マトリックス型表示パネルにおいて
も、ストライプ状電極１７１ａと１７１ｂ間に異なった
信号が印加されることから、両電極間に横電界が発生す
る。前記横電界に液晶分子が配向すれば、両電極間が光
透過状態等になる。誘電体多層薄膜１７２が形成されて
おれば光透過状態等が発生しても、前記誘電体多層薄膜
１７２はＢＭとして機能するから光もれが発生すること
がない。したがって、良好な画像表示が行なえる。ま
た、誘電体多層薄膜１７２の比誘電率εは液晶の比誘電
率に比較して小さい。したがって、（図４）等の電界シ
ールドの効果も有する。つまり、誘電体多層薄膜１７２
により横電界の強度を低減できるものである。

【０１８９】（図１８）は電極基板１７４側にのみ誘電
体多層薄膜を形成した構成であったが、（図２０）に示
すように、電極基板１７５側にも誘電体多層薄膜を形成
を形成してもよい。その際、（図１７（ａ））のように
マトリックス状に形成してもよいが、（図１９）に示す
ようにストライプ状に形成してもよい。（図２０）は
（図１９）に示すように誘電体多層薄膜１７２ａをスト
ライプ状に形成した電極基板を用いて構成した図面であ
る。なおストライプ状に形成するとはストライプ状電極
１７１ａと１７１ｂとの間にストライプ状に誘電体多層
薄膜１７２を形成することを言う。

【０１９０】（図２０）は（図１９（ａ））の電極基板
を２枚用い、２枚の電極基板を直交させたものである。
電極基板１７５にはストライプ状電極１７６が形成さ
れ、前記ストライプ状電極間に誘電体多層膜１７２ｂが
形成される。前記誘電体多層膜１７２ｂはストライプ状
電極１７６ａと１７６ｂ間の横電界を防止するととも
に、ストライプ状電極間から光もれを防止するＢＭとし
て機能する。一方、電極基板１７４にもストライプ状電
極１７１が形成され、前記ストライプ状電極間に誘電体
多層薄膜１７２ａが形成される。なお、カラーフィルタ
はストライプ状電極１７１と１７６のいずれか一方に形
成すればよい。また（図８）と同様に前記カラーフィル
タをストライプ状電極間に形成し、かつ、各カラーフィ
ルタを重ねることにより、カラーフィルタを遮光膜とし
て機能させることができることは明らかである。

【０１９１】以上は、テレビ画像等を表示させる表示パ
ネルに関するものであった。その他、固定した図形、数
字等を表示する表示パネル等（以後、図形表示パネルと
呼ぶ）にも本発明の技術的思想を適用できる。

【０１９２】（図２１）は図形表示パネルの平面図およ
び断面図である。（図２１）では“８”という数字を表
示する例を示しているがこれに限定するものではない。
たとえば“ＯＮ”、“ＯＦＦ”の文字等や、”○×”な
どの図形であってもよい。（図２１（ｂ））は（図２１
（ａ））のＧ−Ｇ’線での断面図である。電極基板２１
５には金属薄膜等で形成された反射電極２１７が形成さ
れ、その上にカラーフィルタ２１３が形成されている。
一方、電極基板２１４にはＩＴＯからなる対向電極２１
６が形成され、その上に誘電体多層膜２１２が形成され
ている。両電極基板間に高分子分散液晶層１７が狭持さ
れている。ただし、電極基板２１５において、２１７を
カラーフィルタとして、２１３をＩＴＯとしてもよい。

【０１９３】カラーフィルタ２１３は開口部２１１より
も少なくとも広範囲に電極２１７上に形成されている。
また、カラーフィルタ２１３が反射する色は誘電体多層
膜２１２が反射する光色と一致させることが好ましい。
つまり、液晶層１７が透明状態（電極２１６と２１７間
に電圧が印加された時）の時、“８”という文字はみえ
なくなる。逆に液晶層１７が散乱状態（電極２１６と２
１７間に電圧が印加されていない状態）の時は液晶層１
７は白濁状態となるから、“８”という文字は白色に浮
かびあがってみえる。

【０１９４】なお、誘電体多層薄膜２１２の構成は（表
１）から（表３）にあげるものが例示され、その効果、
機能等は（図１）で説明したのと同様であるから、説明
を省略する。また、誘電体多層膜２１２は（図２２
（ｂ））に示すように電極基板２１４が空気と接する面
に形成してもよい。

【０１９５】（図２３）は（図２１）に示す表示パネル
２１８を用いた表示装置の構成図である。表示パネル２
１８上にはスイッチ２３６が配置されている。前記スイ
ッチ２３６は透明導電シート２３１ａと２３１ｂから構
成され、透明導電シート２３１ａと２３１ｂとが接触す
ることにより両シート間に導通がとれる。導通がとれた
か否かは検出手段２３７で検出される。前記検出手段２
３７はインバータ２３５とＴ型フリップフロップ２３４
で構成され、両シート間に導通がとれることにＣ出力の
論理レベルは反転をする。つまり、使用者がシート２３
１ａをおさえるごとにＣ出力の論理レベルが反転するよ
うに構成されている。アナログスイッチ２３２はＣ出力
によりスイッチＳをＯＮ、ＯＦＦさせる。Ｃ出力がＨレ
ベルの時スイッチＳはＯＮ状態となりＬレベルの時ＯＦ
Ｆ状態となる。スイッチＳがＯＮ状態の時、交流信号源
２３２からの矩形信号が表示パネル２１８の電極２１６
に印加され、液晶層１７は透明状態となる。液晶層１７
が透明状態となれば表示パネル２１８の文字はみえなく
なる。逆に液晶層１７が白濁状態であれば文字はみえ
る。

【０１９６】以上のことから使用者は透明導電シート２
３１ａを押さえることにより表示パネル２１８の文字等
をみえなくしたり、みえる状態にしたり切りかえること
ができる。応用展開としては家電機器の電源のＯＮ、Ｏ
ＦＦ表示、電子手帳などのタッチパネル等に用いること
ができる。

【０１９７】その他本発明の技術的思想は高分子分散液
晶を用いた光書き込み型液晶表示パネル（たとえば、特
開平２−９３５１９号公報）等にも用いることができ
る。さらには、高分子分散液晶を用いる液晶表示パネル
に限定することはない。たとえば、特定波長の可視光を
反射してＢＭとして機能させる効果はＴＮ表示パネル、
ＳＴＮ表示パネル等にも応用展開できる。たとえば、
（図４６）においてＢＭ３８１を誘電体多層膜１６とす
ればよい。

【０１９８】以上の説明より明らかなように、本発明の
表示パネルは、第１の基板上または第２の基板上に、誘
電体多層膜１６を形成する。この誘電体多層膜１６は特
定波長の可視光を反射、紫外線を透過できるように構成
することにより、第１の基板と第２の基板間に混合溶液
を狭持後、紫外線光を照射して薄膜１６下のＵＶ樹脂も
硬化できる。したがって、狭持させたすべての混合溶液
中のＵＶ樹脂を硬化できるため、経時変化がなく、安定
な表示パネルを得ることができる。

【０１９９】また、誘電体多層膜１６は表示パネルに入
射する光を反射するため、従来のＴＮ表示パネルのブラ
ックマトリクスと同じく、遮光機能を合わせもつ。

【０２００】さらに誘電体多層膜１６は液晶に比較して
比誘電率が低いため、信号線と対向電極間等に発生する
電気力線数を少なくすることができ、画素周辺部の光も
れ等を抑制できる。画素電極の周辺部に遮光膜５１を形
成すれば、さらにその効果は大きくなる。また、カラー
フィルタなどを画素間に重ねて形成することにより、カ
ラーフィルタを遮光膜として作用させることができる。

【０２０１】（図３８）に示すように、低誘電体柱３９
１でソース信号線２１から発生する電気力線をシールド
すれば、画素電極１５周辺部の光抜けを低減できる。ソ
ース信号線２１と画素電極１５間の電磁結合を防止でき
るからである。

【０２０２】また、画素電極１５と対向電極１３のうち
少なくとも一方に絶縁膜１１を形成することは有効であ
る。有機物からなる薄膜１１１を電極上に形成すること
により電荷の保持率を向上できる。絶縁膜１１１は液晶
層１７を電極とが剥離するのを防止する効果もある。そ
れは液晶層１７を構成する材料の約半分近くは樹脂から
なる有機物であるからである。

【０２０３】また、有機物からなる絶縁膜１１１を形成
すれば、液晶層１７のポリマーネットワークの孔径ある
いは水滴状液晶の粒子径がほぼ均一になるという効果も
ある。 また、高分子分散液晶を用いることにより、偏
光板が不要となり、ＴＮ表示パネルに比較して２倍以上
の高輝度表示が実現できる。これは光利用効率を向上で
きることのみならず、光が熱に変換されることを大幅に
減少でき、加熱によるパネルの性能劣化をひきおこすこ
とがなくなる。これは投写型表示装置のように一枚の表
示パネルに入射する光の強さが数万ルクスと大きい場
合、非常に有効である。

【０２０４】以下、図面を参照しながら本発明の投写型
表示装置について説明する。まず、本発明の投写型表示
装置に共通する仕様について記載する。なお、以下の値
あるいは値の範囲は、特に高分子分散液晶を光変調層と
する表示パネルをライトバルブとして用いる投写型表示
装置として重要な事項である。

【０２０５】本発明の投写型表示装置において、光利用
率の向上の観点から、パネル有効表示サイズ（パネルの
表示領域）を小さくなれば、照明光のＦナンバーは大き
くする必要がある。パネル有効表示サイズｄを大きくす
れば、照明光のＦナンバーは小さくでき、結果として明
るい大画面表示を実現できる。しかし、パネル有効表示
サイズが大きくなると投写型表示装置のシステムサイズ
は大きくなり好ましくない。また、パネル有効表示サイ
ズが小さくなればパネルの表示領域に入射する単位面積
あたりの光束が増大し、パネルを加熱して好ましくな
い。

【０２０６】また、発光体輝度をランプ寿命を考慮して
１．２×１０⁸（ｎｔ）と一定とすると、アーク長とラ
ンプの消費電力はおよそ比例すると考えられる。一例と
してアーク長３（ｍｍ）のランプは５０（Ｗ）、アーク
長４（ｍｍ）のランプは１００（Ｗ）、アーク長５（ｍ
ｍ）のランプは１５０（Ｗ）程度となる。メタルハライ
ドランプの効率は８０（ｌｍ／Ｗ）である。５０（Ｗ）
のランプの全光束は４０００（ｌｍ）、１００（Ｗ）の
ランプの全光束は８０００（ｌｍ）、１５０（Ｗ）のラ
ンプの全光束は１２０００（ｌｍ）となる。ランプのア
ーク長とランプ消費電力には相関があり、アーク長とＦ
ナンバーとは相関がある。

【０２０７】投写型表示装置において投写画像の画面サ
イズが４０インチ以上で、かつ実用域の視角および画像
の明るさを得るためには３００〜４００（ｌｍ）以上の
光束が必要である。したがって、ランプの光利用率が４
％程度とすると、１００（Ｗ）以上のランプを用いなけ
ればならない。このことから、表示コントラスト（Ｃ
Ｒ）を良好に得るためだけであればアーク長３（ｍｍ）
のランプを用いることができるが、十分な投写画像の輝
度を得るためには１００（Ｗ）以上のメタルハライドラ
ンプが必要である。

【０２０８】また、パネル有効表示サイズも小さいと十
分な表示輝度を得ることができない。パネル有効表示サ
イズはアーク長が５（ｍｍ）、照明光の有効Ｆ値を７と
すると、３．５インチ前後の大きさが必要である。アー
ク長が５（ｍｍ）程度、パネル有効表示サイズが２イン
チ強であれば、照明光の有効Ｆ値は５弱となる。この場
合、表示輝度は実用域となるが、良好な表示コントラス
ト（ＣＲ）は望めない。

【０２０９】各種の実験と検討の結果、照明光の有効Ｆ
値が５以上であれば実用域の表示輝度が得られる。しか
し、良好な表示輝度と表示コントラストおよび適正な消
費電力かつランプ寿命を得るためには照明光の有効Ｆ値
（＝投写光の有効Ｆ値）は７前後、ランプのアーク長は
５（ｍｍ）前後、ランプのＷは１５０Ｗ前後を用いなけ
ればならないという結果を得た。

【０２１０】投写レンズのＦナンバーを低下させるとス
クリーンに到達するスクリーン光束は高くなる。それに
ともない、ランプの消費電力も大きくしなければならな
い。また、ランプの長寿命化の観点からランプの消費電
力が大きくなると、アーク輝度を一定と考えると長アー
クになる。当然、表示コントラスト（ＣＲ）はＦナンバ
ーが小さくなると表示コントラストは悪くなる。逆に投
写光学系のＦナンバーを大きくすると表示コントラスト
は高くなるが、スクリーン光束は小さくなる。

【０２１１】各種の実験と検討の結果、ランプに関して
はアーク長は良好な表示コントラストを得るために３
（ｍｍ）以上６（ｍｍ）以下でなければならない。ま
た、消費電力の点から２５０（Ｗ）以下でなければなら
ない。かつ、スクリーン輝度を得るために１００（Ｗ）
以上のメタルハラドランプを用いなければならない。さ
らに好ましくは、スクリーン輝度および表示コントラス
トを考慮するとアーク長は３（ｍｍ）以上６（ｍｍ）以
下でなければならない。

【０２１２】パネルの有効表示領域の対角長はシステム
サイズの点から４．５インチ以下でなければならない。
また、光利用効率の点から２インチ以上でなければなら
ない。中でも十分な光集光効率を得、かつコンパクトに
するためには好ましくは３インチ以上４インチ以下にし
なければならない。

【０２１３】投写レンズのＦナンバー、広義には投写光
学系のＦナンバーは、良好なコントラスト（ＣＲ）を得
るために５以上でなければならない。また、十分なスク
リーン輝度を得るために９以下でなければならない。さ
らに前述のランプのアーク長を考慮すればＦナンバーは
６以上８以下でなければならない。

【０２１４】また、照明光の光の広がり角（Ｆナンバ
ー）を投写レンズの集光角（Ｆナンバー）は略一致させ
なければ光利用率は低下する。これは、Ｆナンバーが大
きい方に制約を受けるからである。本発明の投写型表示
装置の照明光のＦナンバーと投写レンズのＦナンバーは
一致させている。

【０２１５】なお、以上の記載において、たとえばラン
プのアーク長が５ｍｍとは、”実質的に５ｍｍ”である
ことを意味する。実質的に５ｍｍとは、アーク長が８ｍ
ｍであっても、前記アークから放射された光の内、投写
レンズが、アークの中央部の５ｍｍ付近から放射した光
しか集光できなければ、実質的にアーク長は５ｍｍとな
る。同様にＦナンバーとは有効Ｆナンバーを意味する。
たとえ物理的なＦナンバーが４でも、光が投写レンズの
瞳の中央付近しか通過していなければ、当然Ｆナンバー
は４以上である。

【０２１６】（図２４）は第１の実施例における本発明
の投写型表示装置の構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。光源２４１は内部に凹面鏡
２４１ｂおよび光発生手段２４１ａとしてのメタルハラ
イドランプあるいはキセノンランプを配置している。ま
た、光の出射側には紫外線（ＵＶ）および赤外線（Ｉ
Ｒ）をカットするＵＶＩＲカットフィルタ２４１ｃが配
置されている。凹面鏡２４１ｂはランプ２４１ａのアー
ク長にあわせて適正値に設計する。凹面鏡２４１ｂは楕
円面鏡あるいは放物面鏡を用いる。また、２４３ａはＢ
光を反射させるダイクロイックミラー（ＢＤＭ）、２４
３ｂはＧ光を反射させるダイクロイックミラー（ＧＤ
Ｍ）、２４３ｃはＲ光を反射させるダイクロイックミラ
ー（ＲＤＭ）である。なお、ＢＤＭ２４２ａからＲＤＭ
２４３ｃの配置は同図の順序に限定するものではない。
また、最後のＲＤＭ２４３ｃ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。

【０２１７】２４３は本発明の表示パネルである。たと
えば、（図１）（図３）（図５）（図１１）（図１６）
（図１７）（図３８）の表示パネルなどが該当する。た
だし、Ｒ光を変調する表示パネル２４３ｃの液晶層の膜
厚１７を他のＧおよびＢ光を変調する表示パネルの液晶
層の膜厚１７に比較して厚めにして構成する。また、変
調する光の波長に応じて、液晶の水滴状液晶の平均粒子
径またはポリマーネットワークの平均孔径を変化させて
いる。変調の光の波長が長くなるほど前記平均粒子径ま
たは平均孔径は大きくする。これは光が長波長になるほ
ど散乱特性が低下しコントラストが低くなる傾向がある
からである。また、表示パネルに誘電体多層膜１６が形
成されて表示パネルは、誘電体多層膜１６で入射光を反
射し、ＢＭとして機能するように構成している。２４４
はレンズ、２４６は投写レンズ、２４５はしぼりとして
のアパーチャである。なお、２４４、２４５および２４
６で投写光学系を構成している。なお、アパーチャ２４
５は、投写型表示装置の動作の説明上図示したものであ
る。アパーチャ２４５は投写光学系の集光角を規定する
ものであるから、投写光学系の機能に含まれるものとし
て考えればよい。つまり投写光学系のＦ値が大きければ
アパーチャ２４５の穴径は小さいと考えることができ
る。高コントラスト表示を得るためには投写光学系のＦ
値は大きいほどよい。しかし、大きくなると白表示の輝
度は低下する。具体的にはアパーチャは用いず、投写光
学系の機能にアパーチャの機能は含まれる。なお、２４
７はリレーレンズである。

【０２１８】（図４０）は（図２４）をより具体的に表
すために斜視図で図示したものである。ただし、リレー
レンズ２４７などの説明に不要な部品は省略している。
また、（図４０）に示した投写器４２１を用いた投写型
表示装置のキャビネッ４２５の構成を（図４１）に示
す。キャビネット４２５の前側上部に透過型のスクリー
ン４２４を配置し、下部後方に投写器４２１を配置し、
下部前方に平面ミラー４２２を配置し、スクリーン４２
４の後方に平面ミラー４２３を配置している。投写距離
（投写レンズからスクリーン中心までの光路長）を短く
し、投写器４２１を小型にすることにより、キャビネッ
ト４２５をコンパクトにすることができる。

【０２１９】以下、本発明の投写型表示装置の動作につ
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。

【０２２０】光源２４１から白色光が照射され、この白
色光のＢ光成分はＢＤＭ２４２ａにより反射される。こ
のＢ光は表示パネル２４３ａに入射する。表示パネル２
４３ａは、（図３４（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。

【０２２１】散乱した光はアパーチャ２４５ａ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２４
５ａを通過する。変調された光は投写レンズ２４６ａ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。同様に表示パネル２４３ｂはＧ光成分の光を変調
し、また、表示パネル２４３ｃ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。

【０２２２】（図２４）は３つの投写レンズ２４６によ
りスクリーンに拡大投映する方式であるが、一つの投写
レンズで拡大投映する方式もある。その構成図を（図２
５）に示す。表示パネル２５４は前述の本発明の表示パ
ネルを用いる。

【０２２３】ここでは説明を容易にするため、２５４Ｇ
をＧ光の映像を表示する表示パネル、２５４ＲをＲ光の
映像を表示する表示パネル、２５４ＢをＢ光の映像を表
示する表示パネルとする。したがって、各ダイクロイッ
クミラーを透過および反射する波長は、ダイクロイック
ミラー２５２ａはＲ光を反射し、Ｇ光とＢ光を透過す
る。ダイクロイックミラー２５２ｃはＧ光を反射し、Ｒ
光を透過させる。ダイクロイックミラー２５２ｂはＢ光
を透過し、Ｇ光を反射させ、また、ダイクロイックミラ
ー２５２ｄはＢ光を反射させ、Ｇ光およびＲ光を透過す
る。

【０２２４】メタルハライドランプ２４１ａから出射さ
れた光は全反射ミラー２５１ａにより反射され、光の方
向を変化させられる。次に前記光はＵＶＩＲカットフィ
ルタ２４１ｃにより紫外線領域および赤外線領域の波長
の光がカットされる。紫外線および赤外線をカットされ
た光はダイクロイックミラー２５２ａ、２５２ｂにより
Ｒ・Ｇ・Ｂ光の３原色の光路に分離され、Ｒ光はフィー
ルドレンズ２５３Ｒに、Ｇ光はフィールドレンズ２５３
Ｇに、Ｂ光はフィールドレンズ２５３Ｂに入射する。各
フィールドレンズ２５３は各光を集光し、表示パネル２
５４はそれぞれ映像信号に対応して液晶の配向を変化さ
せ、光を変調する。このように変調されたＲ・Ｇ・Ｂ光
はダイクロイックミラー２５２ｃ、２５２ｄにより合成
され、投写レンズ２５５によりスクリーン（図示せず）
に拡大投映される。

【０２２５】なお、（図２４）（図２５）に示す投写型
表示装置において（図１８）（図２０）で説明した単純
マトリックス型表示パネルも、ライトバルブとして採用
できることは言うまでもない。また、（図２５）に示す
構成を投写器４２１としてキャビネット４２５に配置す
れば（図４１）に示すリア型の投写型表示装置を構成で
きる。

【０２２６】以下、（図１２）などに示す反射型の表示
パネルをライトバルブとして用いる本発明の投写型表示
装置の構成について説明する。（図２６）は（図１２）
等に示した本発明の反射型の表示パネル２６４をライト
バルブとして用いた投写型表示装置の一実施例の構成図
である。光源２４１はランプ２４１ａ、凹面鏡２４１
ｂ、ＵＶＩＲカットフィルタ２４１ｃで構成される。ラ
ンプ２４１ａはメタルハライドランプであり、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３原色の色成分を含む光を出射する。凹面鏡２４１
ｂはガラス製で、反射面に可視光を反射し赤外光を透過
させる多層膜を蒸着したものである。フィルタ２４１ｃ
はガラス基板の上に可視光を透過し赤外光と紫外光を反
射する多層膜を蒸着したものである。ランプ２４１ａか
らの放射光に含まれる可視光は、凹面鏡２４１ｂの反射
面により反射する。凹面鏡２４１ｂから出射する反射光
は、フィルタ２４１ｃにより赤外線と紫外線とが除去さ
れて出射する。

【０２２７】投写レンズ２６１は表示パネル側の第１レ
ンズ群２６１ｂとスクリーン側の第２レンズ群２６１ａ
とで構成され、第１レンズ群２６１ａと第２レンズ群２
６１ｂとの間には平面ミラー２６２が配置されている。
表示パネル２６４の画面中心にある画素から出射する散
乱光は、第１レンズ群２６１ｂを透過した後、約半分が
平面ミラー２６２に入射し、残りが平面ミラー２６２に
入射せずに第２レンズ群２６１ａに入射する。平面ミラ
ー２６２の反射面の法線は投写レンズ２６１の光軸２６
５に対して４５°傾いている。光源２４１からの光は平
面ミラー２６２で反射されて第１レンズ群２６１ｂを透
過し、表示パネル２６４に入射する。表示パネル２６４
からの反射光は、第１レンズ群２６１ｂ、第２レンズ群
２６１ａの順に透過してスクリーンに到達する。投写レ
ンズ２６１の絞りの中心から出て表示パネル２６４に向
かう光線は、液晶層１７にほぼ垂直に入射するように、
つまりテレセントリックとしている。

【０２２８】ここでは説明を容易にするために、２６４
ａをＲ光を変調する表示パネル、２６４ｃをＢ光を変調
する表示パネル、２６４ｂをＧ光を変調する表示パネル
であるとして説明する。

【０２２９】（図２６）において２６３はダイクロイッ
クミラーであるが、これは色合成系と色分離系を兼用し
ている。光源からの出射された白色光は平面ミラー２６
２によりおりまげられ、投写レンズ２６１の第１群２６
１ｂに入射する。この際フィルタ２４１ｃにより不要な
Ｂ光およびＲ光はカットされる。フィルタ２４１ｃの帯
域は半値の値で４３０ｎｍ〜６９０ｎｍである。以後、
光の帯域を記述する際は半値で表現する。ダイクロイッ
クミラー２６３ａはＧ光を反射し、Ｒ光およびＢ光を透
過させる。Ｇ光はダイクロイックミラー２６３ｃで帯域
制限され表示パネル２６４ｂに入射する。Ｇ光の帯域は
５１０〜５７０ｎｍとする。一方、ダイクロイックミラ
ー２６３ｂはＢ光を反射し、Ｒ光を透過させる。Ｂ光は
表示パネル２６４ｃに、Ｒ光は表示パネル２６４ａに入
射する。入射するＢ光の帯域は４３０ｎｍ〜４９０ｎ
ｍ、Ｒ光の帯域は６００ｎｍ〜６９０ｎｍである。これ
らの光の帯域は本発明の他の投写型表示装置についても
同様である。各表示パネルはそれぞれの映像信号に応じ
て散乱状態の変化として光学像が形成する。各表示パネ
ルで形成された光学系はダイクロイックミラー２６３で
色合成され、投写レンズ２６１に入射し、スクリーン２
６６上に拡大投写される。

【０２３０】（図２６）に示すように、色分離光学系は
ダイクロイックミラーを用いて構成され、前記ダイクロ
イックミラーは、色分離機能と、液晶表示パネルで変調
された光を合成する色合成機能を有する。

【０２３１】表示パネルを反射構造にすることにより、
（図２７）に示すようにアレイ基板または対向基板の裏
面に直接、放熱板２７１等を配置することができる。放
熱板２７１はシリコーン系の接着剤でパネル２６４には
りつける。このように構成すれば表示パネルの冷却が容
易になる。

【０２３２】また、表示パネルに入射する光は、対向電
極１２５から反射電極１２１（入射経路）、反射電極１
２１から対向電極１２５（出射経路）と、２回にわた
り、液晶層１７を通過することになる。したがって、見
かけ上、透過型の表示パネルに比較して液晶膜厚が２倍
に形成したのと同等になる。そのため、透過型の表示パ
ネルに比較して、散乱性能が向上し、高コントラスト表
示を実現できる。

【０２３３】ダイクロイックミラー２６３は、特定の波
長の光を反射（透過）させるフィルタとして機能する。
たとえば、ダイクロイックミラー２６３ａは、光源２４
１からの光が、表示パネル２６４ｂに入射する際に、特
定の波長の光を反射する。また、液晶表示パネル２６４
ｂで反射した光が、投写手段２６１に入射する際に、特
定の波長の光を反射する。

【０２３４】１つのダイクロイックミラー２６３は、表
示パネルに入射する際と、出射する際の２回光を反射す
る。（図１３）の構成では、１つのダイクロイックミラ
ーで、２回、光の波長の帯域制限をする。つまり、ダイ
クロイックミラーは２次のフィルタとして機能してい
る。（図２４）のダイクロイックミラー２４２に比較し
て、帯域制限をするカットオフ特性が急峻となる。その
ため、各表示パネルに入射する光の帯域にオーバーラッ
プが生じない。したがって、色再現性が良好となり、高
品位の画像表示を実現できる。

【０２３５】また、ダイクロイックミラー２６３を色分
離機能と色合成機能とを、兼用することにより、投写型
表示装置のシステムサイズの小型化を実現している。

【０２３６】さらに、ダイクロイックミラーを用いて色
分離および色合成光学系をコンパクトにするためには
（図４２）のように構成すればよい。なお、（図４２）
において４２６は補助レンズである。３枚のダイクロイ
ックミラー２６３ｄ、２６３ｅおよび２６３ｆはＸ字状
に組み合わされて配置される。入射光２６７ａは前記３
枚のダイクロイックミラー２６３ｄ、２６３ｅおよび２
６３ｆによりＲ、ＧおよびＢの３原色の光に分離され
る。たとえば、ダイクロイックミラー２６３ａはＲ光を
反射し、ダイクロイックミラー２６３ｅおよび２６３ｆ
はＢ光を反射する。Ｇ光は３枚のダイクロイックミラー
を透過して、表示パネル２６４ｅに到達する。各分離さ
れた光は本発明の表示パネル２６４ｄ、２６４ｅおよび
２６４ｆによって変調される。変調された光は出射光２
６７ｂとなり、ダイクロイックミラー２６３で色合成さ
れて投写レンズ２６１により投写される。

【０２３７】なお、（図２４）（図２５）（図２６）お
よび（図４２）においてダイクロイックミラーによって
Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の３原色の光に分離するとした
が、これに限定するものではなく、たとえばダイクロイ
ックフィルタ、ダイクロイックプリズム等を用いてもよ
い。

【０２３８】（図４４）はダイクロイックプリズム４４
１を用いて色分離色合成を行こなう投写型表示装置の構
成図である。ダイクロイックプリズム４４１には２つの
光分離面４４２ａ、４４２ｂを有しており、前記光分離
面４４２で白色光２６７ａをＲ・ＧおよびＢの３原色光
に分離する。各表示パネル２６４は光波長制限フィルタ
４３３を介してダイクロイックプリズム４４１に取りつ
けられている。つまり、ダイクロイックプリズム４４１
に光波長制限フィルタ４３３が光結合剤２８２でオプテ
ィカティカルカップリングされ、また、前記光波長制限
フィルタ４３３に表示パネル２６４が光結合剤２８２で
オプティカルカップリングされて貼り付けられている。

【０２３９】光結合剤２８２としては、アクリル樹脂な
どの接着剤、シリコン樹脂を成分をするゲル、エチレン
グリコールなどの液体などが例示される。これらの光結
合剤は屈折率が表示パネルの基板の屈折率に近いものが
多く実用上充分である。

【０２４０】ダイクロイックプリズム４４１は、すべて
がガラスもしくは樹脂で形成されたものが例示される。
その他、ガラスなどで枠（容器）を作製し、前記枠内
に、光分離面４４２を形成した板などを挿入し、前記枠
の空間内をエチレングリコール等の枠の材質の屈折率と
略一致する液体などを充填したものでもよい。エチレン
グリコールの他に、シリコン樹脂などのゲルでもよい。
枠と、前記液体もしくはゲルとの屈折率との差は０．１
５以内し、また、屈折率の範囲は１．４０以上１．５５
以下にすることが望ましい。

【０２４１】ダイクロイックプリズム４４１の無効領域
（光入出射面４３５および表示パネル２６４がとりつけ
られた面以外の領域）には、（図４５）に示すように光
吸収膜（黒色塗料など）４３２が塗布されている。材料
としては（図２９）等に示す光吸収膜２８５と同様のも
のが用いられる。前記光吸収膜４３２は表示パネル２６
４で散乱した光を吸収する機能を有する。つまり、表示
パネル２６４で散乱した光を吸収する機能を有すればよ
く、黒色に限定するものではない。たとえば、光変調層
１７で変調する光色にたいして補色の塗料でもよい。

【０２４２】さらには、光吸収膜という語は他の光吸収
手段をも含むと解するべきである。たとえば、蒸着技術
により薄膜をプリズム４４１の無効領域に形成して光吸
収膜４３２とする構成、光吸収する板またはフィルムを
プリズム４４１の無効領域に張り付ける構成、プリズム
４４１の無効領域を研磨し散乱状態にした構成が例示さ
れる。

【０２４３】光波長制限フィルタ４３３とはダイクロイ
ックミラー、ダイクロイックフィルタが例示され、ま
た、ガラスもしくは樹脂中に光吸収する色素を含有させ
たフィルタが例示される。本発明の投写型表示装置には
このうちいずれをもちいてもよいが、光帯域を狭帯域に
できるダイクロイックフィルタを用いることが最も好ま
しい。

【０２４４】（図４４）において光波長制限フィルタ４
４２を表示パネル２６４と光分離面４４２間に配置する
のは以下の理由からである。

【０２４５】ダイクロイックミラーまたはダイクロイッ
クプリズムの光分離面４４２には、屈折率の異なる透明
誘電体膜が光の波長程度の膜厚で透明板またはプリズム
面に積層されている。前記積層された透明誘電体薄膜に
より、ほとんど光吸収損失を受けることなく、光の多重
干渉現象により任意の波長で透過波長域と反射波長域と
に分光する機能を有する。このような光学多層膜は、光
分離面に入射する入射光の入射角がゼロから増加するに
従い、Ｐ偏光とＳ偏光に対応した分光特性の相違が顕著
となることが知られている。

【０２４６】ここで、Ｐ偏光とＳ偏光等を定義してお
く。Ｐ偏光とは、ダイクロイックプリズムなどの光分離
面４４２と入射光線の進行方向を含む面上で振動する光
を言う。また、Ｓ偏光とは前記Ｐ偏光の振動方向と垂直
な方向に振動する光を言う。

【０２４７】ＴＮ型表示パネルを用いた投写型表示装置
の場合、偏光板を用いているため、その偏光軸をＰ偏光
とＳ偏光のいずれかのみを利用するように配置し、一方
の偏光のみが利用される。このため、ダイクロイックミ
ラーまたはダイクロイックプリズムの分光特性の偏光依
存性が生じても、先鋭な色分離特性が得られることにな
り、投写画像の色相はよいものが得られる。

【０２４８】一方、ＰＤ表示パネルなどを用いた場合に
は、ランダム光（Ｐ偏光およびＳ偏光の両方）が入射光
となる。したがって、ダイクロイックミラーおよびダイ
クロイックプリズムは分光特性において、Ｐ偏光とＳ偏
光との平均値に対応する分光作用を示す。つまり、シャ
ープな波長カットができない。このことは１つの表示パ
ネルに入射する光の色純度が低下することを意味する。
そのため、色合成された投写画像の色相は、ＴＮ型表示
パネルを用いた投写型表示装置に比して劣ることにな
る。

【０２４９】ダイクロイックプリズムーなどの光分離面
４４２で反射した光はＳ偏光の方がＰ偏光より帯域が広
くなることが知られている。逆にダイクロイックプリズ
ムの光分離面４４２を透過する光はＰ偏光の方がＳ偏光
の帯域より広くなる。

【０２５０】たとえば、前記ダイクロイックプリズム４
４１の光分離面４４２ａがＲ光を反射するのであれば、
前記Ｒ光のＳ偏光成分は広い帯域の波長の光が反射さ
れ、Ｒ光のＰ偏光成分は広い帯域の波長の光が透過す
る。したがって、Ｓ偏光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も
反射し、Ｐ偏光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も透過す
る。

【０２５１】つまり、ダイクロイックプリズム４４１の
光分離面４４２ａでＲ光の分離が良好に行なえないこと
を意味する。これが色相を劣化させる要因である。色相
の劣化とは色再現性の低下とおきかえることができる。
たとえば、本来Ｒ光のみを変調する表示パネル２６４ｄ
に、そのパネルに入射する光にＧ光がまざっているため
Ｇ光もＲ光として変調してしまい、原画像の色を再現で
きなくなることをいう。

【０２５２】本発明の投写型表示装置では光波長制限フ
ィルタ４３３ａにより、Ｐ偏光とＳ偏光のうち狭帯域の
偏光の帯域に透過光の帯域を制限する。つまり、表示パ
ネル２６４ｄに入射する光において、Ｓ偏光の方がＰ偏
光より帯域が広帯域であるから、光波長制限フィルタ４
３３ａの透過光の帯域はＰ偏光の帯域に制限する。特に
ダイクロイックプリズムを用いる場合、Ｐ偏光とＳ偏光
の帯域のズレは大きくなる傾向にあるので、光波長制限
フィルタ４３３を用いる効果は大きい。

【０２５３】同様に、表示パネル２６４ｆに入射する光
において、Ｓ偏光の方がＰ偏光より帯域が広帯域である
から、光波長制限フィルタ４３３ｃの透過光の帯域はＰ
偏光の帯域に制限する。また、表示パネル２６４ｅに入
射する光において、Ｐ偏光の方がＳ偏光より帯域が広帯
域であるから、光波長制限フィルタ４３３ｂの透過光の
帯域はＳ偏光の帯域に制限する。

【０２５４】以上のことから、（図４２）の構成におい
ても表示パネル２６４とダイクロイックミラー２６３間
に光波長制限フィルタ４３３を配置することは効果があ
る。したがって、光分離面４４２と表示パネル２６４間
に光波長制限フィルタ４３３を配置するという技術的思
想は（図４４）のダイクロイックプリズム４４１と組み
合わせて用いることに限定されるものではない。たとえ
ば、（図２４）、（図２５）、（図２６）の構成におい
ても適用することができる。

【０２５５】また、光波長制限フィルタ４３３ａ，４３
３ｂおよび４３３ｃは必ずすべてを各光路に配置しなけ
ればならないものではない。たとえば光波長制限フィル
タ４３３ａと４３３ｃを用い、４３３ｂを除去した構成
でもよい。特に色純度が悪い光路のみに光波長制限フィ
ルタを挿入すれば、色再現性の改善をいう目的は達成で
きるからである。

【０２５６】（図２６）では光波長制限フィルタ４３３
は点線で図示している。しかし、表示パネル２６４に光
波長制限フィルタを光結合剤でオプティカルカップリン
グした構成でもよい。また、光波長制限フィルタで反射
する光が投写レンズ２６１に入射する事を防止するた
め、光波長制限フィルタが空気と接する面には反射防止
膜を形成することが好ましい。また、光軸２６５に対し
て、光波長制限フィルタを傾けて配置する事が好まし
い。

【０２５７】表示パネル２６４はダイクロイックプリズ
ム４４１に貼りつけられ、前記ダイクロイックプリズム
４４１の無効領域に光吸収膜４３２が塗布されている。
この構成は（図２９）等に示したように、表示パネル２
６４に透明基板２８３がオプティカルカップリングさ
れ、前記透明基板２８３の無効領域に光吸収膜２８５が
塗布されていることと機能的に類似する。つまり、透明
基板２８３をダイクロイックプリズム４４１とおきかえ
て考えればよい。

【０２５８】たとえば、表示パネル２６４ａを中心に考
え、かつ、表示パネル２６４ａはＲ光を変調すると考え
れば、入射光２６７ａはダイクロイックプリズム４４１
の光入出射面４３５より入射し、光分離面４４２ｂでＲ
光が反射される。表示パネル２６４ａは反射電極１２１
に印加された電圧の大きさに応じて光変調層１７の散乱
度合を変化させる。そのうち透過光の成分は再び光分離
面４４２ａで反射し、光入出射面４３５より出射され
る。散乱した光はそのほとんどが光吸収膜４３２に入射
して吸収され、光変調層１７に再びもどり、２次散乱を
発生させることはない。

【０２５９】以上のことから、（図４４）においてダイ
クロイックプリズム４４１は色分離色合成の機能を有す
るほか、２次散乱光の発生を防止する機能を有すること
が理解できるであろう。（図４４）の本発明の構成は色
分離色合成系が非常に簡単で小型である。かつ、２次散
乱の防止機能をも有している。

【０２６０】また、（図４３）の構成も考えられるであ
ろう。立方体状の容器４３１中にダイクロイックミラー
（ガラス板などに誘電体多層膜が形成され、光干渉現象
により、光の波長を選択して光を反射するハーフミラ
ー）２６３、光波長制限フィルタ４３３および表示パネ
ル２６４が配置されている。容器４３１の内面もしくは
外面に光吸収手段としての光吸収膜４３２ａが形成され
ている。容器４３１の空間部にはエチレングリコールな
どの液体もしくはゲル４３４が充填されている。

【０２６１】以上のように構成すれば光波長制限フィル
タ４３３と表示パネル２６４とはオプティカルカップリ
ングをとる必要はなくなる。光吸収膜４３２ａが、（図
４５）に示す光吸収膜４３２として機能する。また、液
体もしくはゲル４３４が表示パネル２６４を液体冷却す
る機能を有することから、表示パネル２６４の冷却が容
易である。

【０２６２】光波長制限フィルタ４３３を反射方式の投
写型表示装置（たとえば、（図２６）、（図４４）な
ど）に用いる場合、前記光波長制限フィルタ４３３には
光は光変調手段２６４に入射する際と、光は光変調手段
２６４から出射する際の２度通過する。したがって、光
波長制限フィルタ４３３は見かけ上、２次のバンドパス
フィルタをして機能する。そのため、カットオフ帯域が
急峻で波長の選択性に優れるという特徴を有する。

【０２６３】なお、表示パネル２６４は、本発明の表示
パネルを用いることが好ましいが、その他のランダム光
を変調する表示パネルに置き換えてもよい。たとえば、
米国登録特許ＵＳＰ５１４８２９８に開示された光書き
込み型表示パネル、ＵＳＰ４５６６９３５に開示された
微小なミラーの傾きにより光変調を行う表示パネル、あ
るいは特開昭６２ー２３７４２４号公報に開示された回
折現象により光変調を行う表示パネルが例示される。

【０２６４】以上のことから、（図４３）、（図４４）
等に示した投写型表示装置は、２つの技術的な発明と効
果がある。１つはプリズムに表示パネルを光学的に結合
し、前記プリズムにより、２次散乱光を防止することで
ある。２つめは、光波長制限フィルタにより色相を改善
することである。

【０２６５】以上の装置は、光散乱状態の変化として光
学像を形成する表示パネルをライトバルブ（光変調手
段）として用いて投写型表示装置である。しかし、本発
明の位相板でＰ偏光とＳ偏光とを変換し、色分離色合成
系での光の帯域幅を狭め、投写型表示装置の色相を改善
するという技術的思想は、他のランダム光を変調する表
示パネルを用いる投写型表示装置にも適用される。

【０２６６】投写型表示装置はスクリーンと投写装置と
が１つのキャビネット内に収容されたリア型投写型表示
装置（図４１参照、通常プロジェクションテレビと呼ば
れる）と、スクリーンと投写装置が分離されたフロント
型投写型表示装置（シャープ（株）制）がある。本発明
の投写型表示装置はリア型、フロント型の双方に適用で
きるものである。たとえば、（図２４）または（図２
６）または（図４４）などの投写型表示装置と、スクリ
ーンとを一体化して（図４１）のように構成すればリア
型投写型表示装置となる。

【０２６７】また、一枚の本発明の表示パネルを用いて
カラー表示を実現するためには、（図２８）のように構
成すればよい。その他、一枚の反射型パネルを用いてカ
ラー表示を実現するには、（図２８）のＲＧＢのうち一
色の光を変調する光学系を取りだし、かつライトバルブ
として（図１４）に示す本発明の反射型の表示パネルを
用いればよいことは言うまでもないであろう。

【０２６８】本発明の表示パネルは投写型表示装置のラ
イトバルブとしてのみでなく、たとえばビデオカメラに
用いる表示装置（ビューファインダと呼ぶ）にも採用で
きる。以下、本発明の表示パネルをビューファインダに
採用した実施例を説明する。なお、ビューファインダに
本発明の表示パネルを用いる場合は誘電体多層膜１６は
白色光を反射するように形成する。その他、表示パネル
としては（図３８）（図８）（図２０）（図１０）（図
７）などに示す本発明の表示パネルを採用することがで
きる。

【０２６９】（図３０）は本発明のビューファインダの
外観図であり、（図３１）および（図３２）は（図３
０）の断面図である。ボデー２９１の内部には、集光レ
ンズ３０４および本発明の表示パネル２４３を取り付け
た取り付けホルダー３０７が配置されている。また、取
り付けホルダー３０８の内部には拡大レンズ３０５を有
する接眼リング３０６が配置されている。３０１は蛍光
発光管であり、蛍光発光管３０１が放射する光は遮光板
３０２の中央部の穴３０３から出射される。ボデー２９
１、取り付けホルダー３０８、３０９等は不要光を吸収
するために、内面を黒色あるいは暗色に塗装している。
なお。蛍光発光管３０１は発光ダイオード（ＬＥＤ）に
置き換えてもよい。

【０２７０】取り付けホルダー３０８を観察者側に引っ
ぱることにより、取り付けホルダー３０７が引っぱら
れ、（図３２）の配置となる。（図３１）はビューファ
インダを用いない時、つまり収納した状態を示してい
る。なお、取り付けホルダー３０７、３０８は一体とし
て形成してもよい。（図３２）はビューファインダを用
いて液晶表示パネルの画像を観察するときの状態を示し
ている。（図３２）の状態のときに、集光レンズ３０４
の焦点が発光素子３０１の発光面となるようにしてい
る。取り付けホルダー３０７等を移動することにより、
収納時にビューファインダの体積を小さくでき、また全
長を短くすることができる。

【０２７１】一例として、表示パネル２４３の表示領域
の対角長は２８ｍｍであり、集光レンズ３０４は有効直
径が３０ｍｍ、焦点距離が１５ｍｍとする。集光レンズ
３０４は平凸レンズであり、平面を発光素子３０１側に
向けている。なお、集光レンズ３０４、拡大レンズ３０
５はフレネルレンズに置き換えてもよい。フレネルレン
ズにすればビューファインダの体積を小さくでき、ま
た、軽量化できる。

【０２７２】３０２は中央部に円形の穴３０３のあいた
遮光板である。発光素子３０１から光が放射される領域
を小領域にする機能を有している。穴３０３の面積が大
きくなると表示パネルの表示画像は明るくなるが、コン
トラストは低下する。これは集光レンズで３０４に入射
する光量は多くなるが、入射光の指向性が悪くなるため
である。

【０２７３】発光素子３０１から広い立体角に放射され
た光は、集光レンズ３０４により平行に近く、指向性の
狭い光に変換され、表示パネル２４３の対向電極（図示
せず）側から入射する。観察者は接眼カバー２９２に眼
を密着させて、表示パネル２４３の表示画像を見ること
になる。つまり、観察者の瞳の位置はほぼ固定されてい
る。表示パネル２４３の全画素が光を直進させる場合を
仮定した時、集光レンズ３０４は発光素子３０１から放
射され、集光レンズ３０４の有効領域に入射する光が拡
大レンズ３０５を透過した後にすべて観察者の瞳に入射
するようにしている。このようにして観察者は、表示パ
ネル２４３の小さな表示画像を拡大して見ることができ
る。つまり、拡大した虚像を見ることができる。

【０２７４】ビューファインダは観察者の瞳の位置が接
眼カバー２９２によりほぼ固定されるため、その背後に
配置する光源は指向性が狭くてもよい。光源として蛍光
管を用いたライトボックスを用いる従来のビューファイ
ンダでは、表示パネルの表示領域とほぼ同じ大きさの領
域から、ある方向の微小立体角内に進む光だけが利用さ
れ、他の方向に進む光は利用されない。つまり、光利用
効率が非常に悪い。

【０２７５】本発明では、発光体の小さな光源を用い、
その発光体から広い立体角に放射される光を集光レンズ
３０４により平行に近い光に変換する。こうすると、集
光レンズ３０４からの出射光は指向性が狭くなる。観察
者の視点が固定されておれば前述の狭い指向性の光でも
ビューファインダの用途に十分となる。発光体の大きさ
が小さければ、当然、消費電力も少ない。以上のよう
に、本発明のビューファインダは観察者が視点を固定し
て表示画像を見ることを利用している。通常の直視表示
パネルでは一定の視野角が必要であるが、ビューファイ
ンダは所定方向から表示画像を良好に観察できれば用途
として十分である。

【０２７６】なお、本発明のビューファインダとビデオ
カメラとも取り付け金具２９３でビデオカメラに固定さ
れる。

【０２７７】表示パネル２４３には（図８）（図１０）
に示すようにモザイク状のカラーフィルタが取り付けら
れている。画素配置はいわゆるデルタ配置である。カラ
ーフィルタは赤、緑、青のいずれかの色を透過させる。
カラーフィルタの構成物により各色の膜厚を制御しても
よい。カラーフィルタの膜厚は、カラーフィルタの作製
時に調整して形成する。つまり、カラーフィルタの膜厚
を赤、緑、青で変化させる。カラーフィルタの膜厚によ
り、各画素上の液晶の膜厚１７はそれぞれのカラーフィ
ルタ色に応じて調整する事ができる。

【０２７８】また、（図８）に示すようにカラーフィル
タを用いて信号線上を被覆した表示パネルを用いれば画
素周辺部の光もれも防止できる。集光レンズ３０４は平
面、つまり曲率半径の大きい面を発光素子３０１側に向
けている。これは、正弦条件を満足しやすくして、表示
パネル２４３の表示画像の輝度均一性を良好にするため
である。

【０２７９】接眼リング３０５のボデー２９１への挿入
度合を調整することにより、観察者の視力に合わせてピ
ント調整を行なうことができる。なお、接眼カバー２９
２により観察者の眼の位置が固定されるので、ビューフ
ァインダの使用中に視点位置がずれることはほとんどな
い。視点が固定されておれば、表示パネル２４３への光
の指向性が狭くても観察者は良好な画像を見ることがで
きる。さらに良好に見えるようにするには、発光素子３
０１からの光の放射方向を最適な方向に移動させればよ
い。

【０２８０】（図３３）は本発明のビューファインダに
用いる蛍光発光管の断面図である。（図３３）に示すよ
うに、蛍光発光管は外観としては豆電球状の形状であ
る。３２１はガラスからなるケースであり、直径は５ｍ
ｍ〜２０ｍｍである。３２３はフィラメントであり、直
流４Ｖ〜８Ｖ程度の電圧を印加することによりフィラメ
ント３２３を加熱する。３２４はアノードであり、印加
電圧は直流１５〜２５Ｖ程度である。アノード電圧によ
り、フィラメント３２３の加熱により放出された電子は
加速される。ケース３２１内には水銀分子（図示せず）
が封入されており、前記加速された電子は水銀分子と衝
突する事により紫外線を放出する。この紫外線が蛍光体
６２２を励起し可視光が発生する。このような発光素子
としてミニパイロ電機社製の蛍光発光管（ルナライト０
７シリーズ）がある。発光管の直径は７ｍｍであり、ヒ
ーター電圧５Ｖ、アノード電圧２３Ｖの直流を印加して
用いる。

【０２８１】駆動はパルス駆動を行うことにより、放射
する光量を調整できる。パルスの周期は３０ヘルツ以上
とし、好ましくは６０ヘルツ以上とする。アノードに印
加する電圧をパルス信号とすることにより、パルス幅に
比例して放射光量を可変できる。

【０２８２】なお、（図３３（ｂ））で示すように、ケ
ース３２１上に遮光膜３２５を形成し、発光素子からで
る光の放射面積を小さくすれば、（図３１）に示すよう
な遮光板３０２は必要でなくなる。

【０２８３】以上のように、本発明のビューファインダ
は発光素子３０１の小さな発光体から広い立体角に放射
される光を、集光レンズ３０４により効率良く集光する
ので、蛍光管を用いた面光源のバックライトを用いる場
合に比較して、光源の消費電力を大幅に低減することが
できる。

【０２８４】なお、本発明の表示パネルを用いた表示装
置として（図２３）等に示すタッチパネル、（図２４）
等に示す投写型表示装置、（図３０）等に示すビューフ
ァインダを例示したがこれに限定するものではない。た
とえば、電子手帳などの表示パネル、ポケットテレビな
どの表示パネル、携帯端末の表示パネル、ラップトップ
パーソナルコンピュータなどの表示パネル、反射型のカ
ラー表示モニター、液晶表示パネル付きビデオカメラ
（たとえば、シャープ（株）が発売している液晶ビュー
カム）の表示モニター、テレビ電話の画像表示パネル、
ヘッドマウントディスプレイの表示パネルなどにも採用
できることは言うまでもない。

【０２８５】

【発明の効果】第１の本発明の表示パネルは、誘電体多
層膜２１２は可視光を反射するが、紫外線光を透過する
ように構成している。そのため、表示パネルの製造時、
誘電体多層膜２１２上から紫外線を照射することによ
り、前記誘電体多層膜２１２下の樹脂成分を硬化するこ
とができる。そのため、未硬化の樹脂成分が発生せず表
示パネルに経時変化がおこらず安定である。

【０２８６】第２の本発明の表示パネルにおいても、誘
電体多層膜１６は特定の可視光を反射し、紫外線を透過
する。表示パネル製造時、誘電体多層膜１６が形成され
た対向基板１１側から紫外線光を照射することにより、
誘電体多層膜１６の下の光硬化性樹脂成分を硬化させる
ことができる。そのため、液晶層１７に未硬化の樹脂が
残ることがなく、表示パネルに経時変化が発生しない。
誘電体多層膜１６は可視光の吸収はなく、すべて反射す
る。

【０２８７】したがって、従来のＢＭのように可視光を
吸収し、加熱されるということが発生しない。誘電体多
層膜１６は可視光を反射することから、ＢＭとしての遮
光機能もある。そのため、高品位の画像表示を行なえ
る。

【０２８８】また、ＴＦＴ１４上に形成した樹脂からな
る遮光膜１８は光変調層１７で散乱した光が、前記ＴＦ
Ｔ１４の半導体層に入射し、ＴＦＴにホトコンダクタ現
象を発生するのを防止する。また、遮光膜１８は樹脂で
形成されているため、光変調層１７の樹脂成分との密着
性が良好で、光変調層１７とアレイ基板１２との剥離等
の発生を防止できる。

【０２８９】第３の本発明の表示パネルも第２の本発明
の表示パネルと同様に、誘電体多層膜１７２は紫外線を
透過する。したがって、製造時、誘電体多層膜１７２を
透過させて紫外線を照射でき、前記誘電体多層膜１７２
下の樹脂成分を硬化できる。そのため、未硬化の樹脂成
分が残らず、表示パネルに劣化が生じることがない。

【０２９０】第４の本発明の表示パネルは、対向基板１
１およびアレイ基板１２上に絶縁膜１１を形成し、前記
絶縁膜１１で電圧を保持できるようにしている。そのた
め、液晶層１７の比抵抗が低くても、前記絶縁膜１１の
比抵抗が十分高ければ、１フィールドの時間は十分に電
荷をチャージできる。また、高分子分散液晶層１７と対
向電極１３とは密着性が悪く、ヒートショック等で、高
分子分散液晶層１７と電極１３との剥離が生じやすい。
しかし、本発明の表示パネルは、絶縁膜１１１を形成し
ている。前記絶縁膜１１１は高分子分散液晶層１７と電
極１３との緩衝膜として機能するので、前記剥離は発生
しない。

【０２９１】第５の本発明の表示パネルは、信号線上２
１をカラーフィルタ７１で被覆している。カラーフィル
タ７１は電気力線をシールドする効果がある。したがっ
て、液晶層２１に電気力線が通過することを防止でき
る。また、画素電極間に２色以上のカラーフィルタを積
層することで遮光膜として機能する。したがって、（図
１４）のように構成すれば反射電極１２１間から光が絶
縁層１２３に進入することがなく、ＴＦＴ１４のホトコ
ンダクタ現象の発生を防止できる。

【０２９２】第５の本発明の表示パネルは、信号線上２
１または反射電極間を低誘電体材料で被覆している。低
誘電体材料は電気力線をシールドする効果がある。した
がって、液晶層２１に電気力線が通過すること、および
反射電極間の横電界を防止できる。

【０２９３】第６の本発明の表示パネルは、ＢＭとして
機能する誘電体多層膜１６を形成しているため、前記画
像ノイズが発生しても、視覚的に見えることはない。ま
た、前記誘電体多層膜１６は紫外線を透過するため、製
造時に全ての液晶層の樹脂成分を硬化させることができ
る。

【０２９４】本発明のビューファインダでは、光発生手
段３０１の発光部は非常に小さくて良いため、光発生手
段３０１の消費電力は極めて少なくなる。また、集光手
段３０４で、光発生手段３０１から放射された光を平行
光に変換して、光変調手段２４３を照明するため、照明
光の光強度分布が表示パネル２４３の中央部を最大とし
て同心円状となり、光源像が表示されず、良好な表示を
実現できる。

【０２９５】また、集光レンズ３０４と発光素子との距
離を可変可能に構成しているため、ビューファインダを
用いる時には、ビューファインダの体積および全長を短
くすることができる。ビデオカメラはコンパクトさが望
まれており、本発明のビューファインダを用いれば、低
消費電力およびコンパクト化の両方を実現できる。

【０２９６】発明の投写型表示装置は、本発明の表示パ
ネルをライトバルブとして用いる。前記ライトバルブは
光変調を行なうのに偏光板を用いる必要がない。したが
って、本発明の投写型表示装置は高輝度表示を実現でき
る。また、各表示パネル２４３の誘電体多層膜１６は各
表示パネル２４３に入射する光を反射し、ＢＭとして機
能するため、画素電極１５周辺部に光ぬけが発生しな
い。そのため、高画質表示を実現できる。

【０２９７】また、本発明の投写型表示装置に、光波長
制限フィルタ４３３を用いることにより、Ｐ偏光とＳ偏
光のうち狭帯域の偏光の帯域に透過光の帯域を制限でき
る。したがって、表示画像の色純度（色再現性）が向上
させることができる。

【０２９８】また、表示パネル２６４をダイクロイック
プリズム４４１に貼りつけ、前記ダイクロイックプリズ
ム４４１の無効領域に光吸収膜４３２が塗布する。この
構成は（図２９）等に示したように、表示パネル２６４
に透明基板２８３がオプティカルカップリングされ、前
記透明基板２８３の無効領域に光吸収膜２８５が塗布さ
れていることと機能的に類似する。したがって、表示パ
ネル２６４で散乱された光はそのほとんどが光吸収膜４
３２に入射して吸収されるため、光変調層１７に再びも
どり、２次散乱を発生させることはない。このため、表
示コントラストは向上する。

【０２９９】（図４３）のように投写型表示装置を構成
すれば、光波長制限フィルタ４３３と光変調手段２６４
とはオプティカルカップリングをとる必要はない。光吸
収膜４３２ａが、（図４５）に示す光吸収膜４３２とし
て機能する。また、液体もしくはゲル４３４が光変調手
段２６４を液体冷却する機能を有することから、光変調
手段２６４の冷却が容易になるという効果を有する。

【０３００】本発明の投写型表示装置では、反射型もし
くは透過型の高分子分散表示パネルを採用しているた
め、高輝度表示を実現でき、また、２００インチ以上の
大画面化にも対応できる。また、Ｒ・Ｇ・Ｂ光の波長に
応じてそれぞれの誘電体多層薄膜の光学的膜厚を変化さ
せ、良好なブラックマトリクス機能をもたせている。ま
た、光調する光の波長に応じて液晶膜厚を厚くまたは／
および水滴状液晶の半径粒子径を大きくしているため、
ホワイトバランスおよび表示コントラストが良好な画像
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表示パネルの断面図

【図２】本発明の一実施例における表示パネルの説明図

【図３】本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図４】本発明の一実施例における表示パネルの説明図

【図５】本発明の一実施例における表示パネルの平面図
および断面図

【図６】本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図７】本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図８】本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図９】本発明の一実施例における表示パネルの説明図

【図１０】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１１】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１２】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１３】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１４】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１５】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図１６】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１７】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図（ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの
断面図

【図１８】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図１９】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図２０】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図２１】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図２２】（ａ）本発明の一実施例における表示パネル
の平面図 （ｂ）本発明の一実施例における表示パネルの断面図

【図２３】本発明の一実施例における表示装置の構成図

【図２４】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図２５】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図２６】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図２７】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図２８】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図２９】本発明の一実施例における表示パネルの説明
図

【図３０】本発明の一実施例における表示装置（ビュー
ファインダ）の外観図

【図３１】本発明の一実施例における表示装置（ビュー
ファインダ）の断面図

【図３２】本発明の一実施例における表示装置（ビュー
ファインダ）の断面図

【図３３】本発明の表示装置（ビューファインダ）に用
いる発光素子の断面図

【図３４】高分子分散液晶の動作の説明図

【図３５】本発明の表示パネルに形成した誘電体多層薄
膜の一例を示す特性図

【図３６】本発明の表示パネルに形成した誘電体多層薄
膜の他の例を示す特性図

【図３７】本発明の表示パネルに形成した誘電体多層薄
膜の他の例を示す特性図

【図３８】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図３９】本発明の一実施例における表示パネルの断面
図

【図４０】本発明の一実施例における投写型表示装置の
光学系の斜視面図

【図４１】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図４２】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図４３】本発明の一実施例における投写型表示装置の
説明図

【図４４】本発明の一実施例における投写型表示装置の
構成図

【図４５】本発明の一実施例における投写型表示装置の
説明図

【図４６】従来の表示パネルの断面図

【図４７】従来の表示パネルの断面図

【符号の説明】

１１ 対向基板 １２ アレイ基板 １３ 対向電極 １４ ＴＦＴ １５ 画素電極 １６ 誘電体多層膜 １７ 液晶層 １８、５１ 遮光膜 １９ 黒ビーズ ２１ ソース信号線 ２２ 電気力線 ２３ 液晶分子 ５２ ゲート信号線 ７１ カラーフィルタ １１１ 絶縁膜 １２１ 反射電極 １２２ 接続部 １２３ 絶縁膜 １２４ 反射防止膜 １２５ 対向電極 １６１ シャーシ １６２ プリント基板 １６３ コネクタ １６４、１５１ 遮光パターン １７１、１７６ ストライプ状電極 １７２、２１２ 誘電体多層膜 １７３、２１１ 開口部 １７４、１７５、２１４、２１５ 電極基板 ２１３ カラーフィルタ ２１６ 透明電極 ２１７ 反射電極 ２１８ 液晶表示パネル ２３１ 透明導電シート ２３２ アナログスイッチ ２３４ Ｔ−ＦＦ ２３５ インバータ ２３６ スイッチ ２３７ 検出手段 ２４１ 光源 ２４１ａ ランプ ２４１ｂ 凹面鏡 ２４１ｃ ＵＶＩＲカットフィルター ２４２、２５２、２６３ ダイクロイックミラ ２４４、２４６ レンズ ２４５ アパーチャ ２４７ リレーレンズ ２５１、２６２ ミラー ２５４、２６４、２８１ 表示パネル ２５５、２６１ 投写レンズ ２６５ 光軸 ２６６ スクリーン ２６７ａ 入射光 ２６７ｂ 出射光 ２７１ 放熱板 ２７２ 接着剤 ２７３ ドライブＩＣ ２８２ 光結合層 ２８３ 透明基板 ２８４ 凹レンズ ２８５ 光吸収膜 ２８６ 光出射面 ２９１ ボデー ２９２ 接眼カバー ２９３ 取り付け金具 ３０１ 蛍光発光管 ３０２ 遮光板 ３０３ 穴 ３０４ 集光レンズ ３０５ 拡大レンズ ３０７、３０８ 取り付けホルダー ３２１ ケース ３２２ 蛍光体 ３２３ フィラメント ３２４ アノード ３２５ 遮光膜 ３３１ 水滴状液晶 ３３２ ポリマー ３８１ ＢＭ ３８２ 配向膜 ３８３ ＴＮ液晶 ３８４ 偏光板 ３９１ 低誘電体柱 ４１１、４２２、４２３ ミラー ４１２ 投写レンズ ４２１ 光学系 ４２４ スクリーン ４２５ キャビネット ４２６ 補助レンズ ４３１ 容器 ４３２ 光吸収膜 ４３３ 光波長制限フィルタ ４３４ エチレングリコール液 ４３５ 入出射面 ４４１ ダイクロイックプリズム ４４２ 光分離面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/13 505 G02F 1/1334 G02F 1/1343 G09F 9/00 - 9/46

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素電極がマトリックス状に形成された
   第１の基板と、 ブラックマトリックスが形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に狭持された液晶層とを
   具備し、 前記ブラックマトリックスは誘電体多層膜から構成され
   ていることを特徴とする液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 第１の基板と第２の基板間に、樹脂と液
   晶からなる光変調層が狭持され、かつ、マトリックス状
   に画素が配置された液晶表示パネルにあって、 前記第１の基板にブラックマトリックスが形成され、か
   つ、前記ブラックマトリックスは誘電体多層膜から構成
   されていることを特徴とする液晶表示パネル。
3. 【請求項３】 画素電極がマトリックス状に形成された
   第１の基板と、 ブラックマトリックスが形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に狭持された樹脂と液晶
   からなる光変調層とを具備し、 前記ブラックマトリックスは誘電体多層膜から構成さ
   れ、 前記ブラックマトリックスは紫外線領域の光を透過し、
   かつ、特定波長の可視領域の光を反射することを特徴と
   する液晶表示パネル。
4. 【請求項４】 第１の複数の略ストライプ状電極が形成
   された第１の基板と、第２の複数の略ストライプ状電極
   が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に狭持された液晶層と、隣接した前記略ストライプ状電極間に誘電体多層膜から
   なる遮光膜が形成されていること を特徴とする液晶表示
   パネル。
5. 【請求項５】 第１の基板と第２の基板間に、液晶層が
   狭持され、かつ、マトリックス状に画素が配置された液
   晶表示パネルにあって、 前記第１の基板にブラックマ
   トリックスが形成され、かつ、前記ブラックマトリック
   スは誘電体多層膜から構成されていることを特徴とする
   液晶表示パネル。
6. 【請求項６】 第１の基板と第２の基板間に、樹脂と液
   晶からなる光変調層が狭持され、かつ、マトリックス状
   に画素が配置された液晶表示パネルにあって、前記第１の基板にブラックマトリックスが形成され、か
   つ、前記ブラックマト リックスは誘電体多層膜から構成
   されており、 前記第１の基板が前記光変調層に接する面と、前記第２
   の基板が前記光変調層に接する面に、前記光変調層より
   も比抵抗が高い薄膜が形成され、 前記液晶の常光屈折率ｎ0が１．５０以上１．５３以下
   であり、かつ、屈折率差△ｎが０．１５以上であり、 前記樹脂は、フッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂で
   あることを特徴とする液晶表示パネル。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の液晶表示パネルと、 アーク放電ランプと、 前記アーク放電ランプが放射した光を前記液晶表示パネ
   ルに導く光学系と、 前記液晶表示パネルで変調した光と拡大投影する投写レ
   ンズとを具備することを特徴とする投写型表示装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の液晶表示パネルと、 光発生手段と、 前記光発生手段が放射した光を略平行光に変換し、前記
   液晶表示パネルを照明する第１のレンズと、 前記液晶表示パネルで変調した光と拡大して観察者に見
   えるようにする拡大レンズとを具備することを特徴とす
   るビューファインダ。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の液晶表示パネルと、 光発生手段と、 前記光発生手段が放射した光を略平行光に変換し、前記
   液晶表示パネルを照明する第１の集光手段と、 前記液晶表示パネルで変調した光と拡大して観察者に見
   えるようにする拡大手段とを具備し、 前記光発生手段と、前記集光手段または前記液晶表示パ
   ネル間距離を可変できることを特徴とするビューファイ
   ンダ。
10. 【請求項１０】 白色光を発生するアーク放電ランプ
    と、 前記アーク放電ランプが放射した光を複数の色の光路に
    分離する機能と、複数の色の光路を１つの光路に合成す
    る機能のうち少なくとも一方の機能を有するプリズム
    と、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の 液晶表示
    パネルと、 前記液晶表示パネルと前記プリズム間をオプティカルカ
    ップリングする光結合材とを具備することを特徴とする
    投写型表示装置。