JP3313142B2 - Liquid crystal panel and projection display device using the same - Google Patents

Liquid crystal panel and projection display device using the same

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JP3313142B2
JP3313142B2 JP17660392A JP17660392A JP3313142B2 JP 3313142 B2 JP3313142 B2 JP 3313142B2 JP 17660392 A JP17660392 A JP 17660392A JP 17660392 A JP17660392 A JP 17660392A JP 3313142 B2 JP3313142 B2 JP 3313142B2
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博司 高原
秀樹 大前
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投写する
写型表示装置(以後、液晶投写型テレビと呼ぶ)と、主
として前記液晶投写型テレビに用いる液晶パネルに関す
るものである。
The present invention relates to a projection for enlarging and projecting an image that is largely displayed on a small liquid crystal panel onto a screen
The present invention relates to a projection display device (hereinafter, referred to as a liquid crystal projection television) and a liquid crystal panel mainly used for the liquid crystal projection television.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルは軽量、薄型など数多くの特
徴を有するため、研究開発が盛んである。しかし、大画
面化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小
型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大
投映し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがに
わかに注目をあつめてきている。現在、商品化されてい
る液晶投写型テレビは液晶の旋光特性を利用したツイス
トネマチック(以後、TNと呼ぶ)液晶パネルが用いら
れている。液晶投写型テレビおよび前記テレビに用いる
液晶パネルの一例が「フラットカラーディスプレイ’9
1 P194〜P205 日経BP社出版」に記載され
ている。
2. Description of the Related Art Since liquid crystal panels have many features such as light weight and thinness, research and development 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 enlarges and projects a display image of a small liquid crystal panel with a projection lens or the like and obtains a display image of a large screen has been attracting attention. Currently, 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. An example of a liquid crystal projection television and a liquid crystal panel used in the television is a flat color display '9.
1 P194-P205 Nikkei BP Publishing Co., Ltd. "

【0003】(図8)は液晶パネルの等価回路図であ
る。G1〜Gmはゲート信号線であり、その一端はゲート
ドライブIC81に接続されている。S1〜Snはソース
信号線であり、一端はソースドライブIC82に接続さ
れている。各画素はそれぞれ画素電極に信号を印加する
ための薄膜トランジスタ(以後、TFTと呼ぶ)83を
有しており、また信号を保持するための付加コンデンサ
84が形成されている。85は画素電極と対向電極間に
挟持された液晶であり、電気回路的にはコンデンサと見
なすことができる。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel. G 1 to G m are gate signal lines, one end of which is connected to the gate drive IC 81. S 1 to S n is a source signal line, one end is connected to the source drive IC 82. Each pixel has a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 83 for applying a signal to the pixel electrode, and an additional capacitor 84 for holding a signal is formed. Reference numeral 85 denotes a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode, which can be regarded as a capacitor in an electric circuit.

【0004】以下、従来の液晶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。
Hereinafter, a conventional liquid crystal panel will be described. However, unnecessary parts are omitted from the explanation,
The drawing is modeled to make the drawing easier to see. The same applies to the following drawings.

【0005】(図9)は従来の液晶パネルの断面図であ
る。アレイ基板92と対向電極基板91は4〜6μmの
間隔で保持され、前記基板間にツイストネマティック液
晶(以後、TN液晶と呼ぶ)96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。98はクロムなどで形成されたブラックマトリック
ス、93はITOなどの透明な導電性物質で形成された
対向電極、95は画素電極、94はTFTである。
FIG. 9 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel. The array substrate 92 and the counter electrode substrate 91 are held at an interval of 4 to 6 μm, and a twisted nematic liquid crystal (hereinafter, referred to as a TN liquid crystal) 96 is injected between the substrates. The periphery of the display area is sealed with a sealing resin (not shown). Reference numeral 98 denotes a black matrix formed of chromium or the like, 93 denotes a counter electrode formed of a transparent conductive material such as ITO, 95 denotes a pixel electrode, and 94 denotes a TFT.

【0006】以下、従来の液晶パネルの製造方法につい
て説明する。まず、アレイ基板92と対向電極基板91
には配向膜97b、97a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92の周辺部
にTN液晶の注入口を残して封止樹脂が塗布される。ま
た、対向電極基板91上に均一な液晶膜厚を得るための
ビーズを散布する。次に、対向電極基板91とアレイ基
板92を貼り合わせる。その後、紫外線を照射、または
加熱することにより封止樹脂を硬化させる。次に貼り合
わせた前記基板を真空室に入れ、アレイ基板92と対向
電極基板91のギャップ内を真空状態にした後、液晶の
注入口を液晶に浸す。その後、真空室の真空を破ると、
液晶は注入口からギャップ内に注入される。最後に注入
口を封止して完成する。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a liquid crystal panel will be described. First, the array substrate 92 and the counter electrode substrate 91
Are coated with alignment films 97b and 97a, and are subjected to an alignment treatment by a rubbing process. After that, a sealing resin is applied to the periphery of the array substrate 92 except for the injection port of the TN liquid crystal. Further, beads for obtaining a uniform liquid crystal film thickness are sprayed on the counter electrode substrate 91. Next, the counter electrode substrate 91 and the array substrate 92 are bonded. Thereafter, the sealing resin is cured by irradiating or heating with ultraviolet rays. Next, the bonded substrate is placed in a vacuum chamber, and the gap between the array substrate 92 and the counter electrode substrate 91 is evacuated, and then the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal. Then, when the vacuum in the vacuum chamber is broken,
Liquid crystal is injected into the gap from the injection port. Finally, the inlet is sealed to complete.

【0007】以下、従来の液晶投写型テレビについて図
面を参照しながら説明する。(図10)は従来の液晶投
写型テレビの構成図である。(図10)において、10
1は集光光学系、102は赤外線および紫外線を透過さ
せるUVIRカットミラー、103aは青色光反射ダイ
クロイックミラー(以後、BDMと呼ぶ)、103bは
緑色光反射ダイクロイックミラー(以後、GDMと呼
ぶ)、103cは赤色光反射ダイクロイックミラー(以
後、RDMと呼ぶ)、104a,104b,104c,
106a,106b,106cは偏光板、105a,1
05b,105cは透過型のTN液晶パネル、107
a,107b,107cは投写レンズ系である。
Hereinafter, a conventional liquid crystal projection television will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television. (FIG. 10)
Reference numeral 1 denotes a condensing optical system; 102, a UVIR cut mirror that transmits infrared rays and ultraviolet rays; 103a, a blue light reflecting dichroic mirror (hereinafter, referred to as BDM); 103b, a green light reflecting dichroic mirror (hereinafter, referred to as GDM); Are red light reflecting dichroic mirrors (hereinafter referred to as RDMs), 104a, 104b, 104c,
106a, 106b, 106c are polarizing plates, 105a, 1
05b and 105c are transmissive TN liquid crystal panels, 107
Reference numerals a, 107b, and 107c denote projection lens systems.

【0008】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて(図10)を参照しながら説明する。まず、集光光
学系101から出射された白色光はBDM103aによ
り青色光(以後、B光と呼ぶ)が反射され、前記B光は
偏光板104aに入射される。BDM103aを透過し
た光はGDM103bにより緑色光(以後、G光と呼
ぶ)が反射され偏光板104bに、また、RDM103
cにより赤色光(以後、R光と呼ぶ)が反射され偏光板
104cに入射される。偏光板104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105に照射させる。こ
の際、50%以上の光は前記偏光板で吸収され、透過光
の明るさは最大でも半分以下となってしまう。
Hereinafter, the operation of the conventional liquid crystal projection television will be described with reference to FIG. First, white light emitted from the condensing optical system 101 reflects blue light (hereinafter, referred to as B light) by the BDM 103a, and the B light enters the polarizing plate 104a. The light transmitted through the BDM 103a reflects green light (hereinafter referred to as G light) by the GDM 103b, and is reflected by the polarizing plate 104b.
The red light (hereinafter, referred to as R light) is reflected by c and is incident on the polarizing plate 104c. The polarizing plate 104 transmits only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light, and irradiates each liquid crystal panel 105 with the polarization direction of the light aligned. At this time, 50% or more of the light is absorbed by the polarizing plate, 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106a,106b,106cを透過し、各投写レン
ズ系107a,107b,107cに入射して、前記レ
ンズ系によりスクリーン(図示せず)に拡大投映され
る。
Each liquid crystal panel modulates the transmitted light according to a video signal. The modulated light passes through each of the polarizing plates 106a, 106b, and 106c according to the degree of modulation, enters each of the projection lens systems 107a, 107b, and 107c, 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は、偏光板を用
いて入射光を直線偏光にする必要がある。また、液晶パ
ネルの出射光側にも液晶パネルで変調された光を検出す
るため、偏光板を配置する必要がある。つまり、TN液
晶パネルの前後には光を直線偏光にするための偏光板
(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(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。液晶パネルの画素開口率を100%と
し、偏光子に入射する光量を100%とすると偏光子を
出射する光量は40%、液晶パネルの透過率は80%、
検光子の透過率は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、1/4
の光しか有効に利用できない。したがって、TN液晶パ
ネルでは低輝度画像表示しか実現できない。
As is clear from the above description, in a liquid crystal panel using a TN liquid crystal, it is necessary to use a polarizing plate to convert incident light into linearly polarized light. In addition, a polarizing plate needs to be arranged on the outgoing light side of the liquid crystal panel to detect light modulated by the liquid crystal panel. In other words, before and after the TN liquid crystal panel, a polarizing plate (hereinafter, referred to as a polarizer) for converting light into linearly polarized light and a polarizing plate (hereinafter, referred to as an analyzer) for detecting modulated light are provided. It is necessary to arrange a polarizing plate. Assuming that the pixel aperture ratio of the liquid crystal panel is 100% and the amount of light incident on the polarizer is 100%, the amount of light exiting the polarizer is 40%, the transmittance of the liquid crystal panel is 80%,
Since the transmittance of the analyzer is 80%, the overall transmittance is 0.4 × 0.8 × 0.8 = approximately 25%.
Can only be used effectively. Therefore, only a low-luminance image display can be realized with the TN liquid crystal panel.

【0011】偏光板等で損失した光は偏光板等で熱にさ
れている。熱は偏光板自身および輻射熱等により液晶パ
ネルを加熱する。液晶投写型テレビの場合、偏光板に入
射する光量は数万ルクス以上となる。したがって、液晶
投写型テレビにTN液晶パネルを用いた場合、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。
The light lost by the polarizing plate or the like is turned into heat by the polarizing plate or the like. The heat heats the liquid crystal panel by the polarizing plate itself and radiant heat. In the case of a liquid crystal projection television, the amount of light incident on the polarizing plate is tens of thousands lux or more. Therefore, when a TN liquid crystal panel is used for a liquid crystal projection television, the panel and the like are brought to a high temperature state, causing significant performance degradation in a short period of time.

【0012】TN液晶パネルは配向膜を塗布し、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、液晶
投写型テレビに用いる液晶パネルの画素数は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、TFTの凹凸を多
数形成することにつながり、前記凹凸により良好にラビ
ング処理を行なえなくなる。また、画素サイズの微細化
は1つの画素に占めるTFT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
インチの液晶パネルで35万画素形成した場合、画素開
口率は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
照射されさらに加熱されることになり前述の性能劣化を
加速する。
The TN liquid crystal panel needs to apply an alignment film and perform a rubbing treatment. The rubbing treatment or the like increases the number of processes and causes an increase in manufacturing cost. In recent years, the number of pixels of a liquid crystal panel used for a liquid crystal projection television has increased to 300,000 or more, and the pixel size tends to be finer as the number of pixels increases. The miniaturization of the pixels leads to the formation of a large number of irregularities on the signal lines and the TFTs, which makes it impossible to perform a good rubbing process. Further, miniaturization of the pixel size increases the formation area of the TFT and the signal line occupying one pixel, and reduces the pixel aperture ratio. Diagonal 3 as an example
When 350,000 pixels are formed on an inch liquid crystal panel, the pixel aperture ratio is 30%. 10 when 1.5 million pixels are formed
Some estimates are just under%. These reductions in the pixel aperture ratio are not limited to lowering the brightness of the display image, but are also applied to portions other than the incident light apertures to be further heated, thereby accelerating the performance degradation described above.

【0013】さらには、TN液晶パネルには信号線の近
傍の光ぬけという現象を発生する。これは液晶パネルを
ノーマリホワイトモードで用いた時の現象であるが、黒
表示の時、信号線近傍から月形状の光ぬけが発生する。
この光ぬけは大幅にコントラストを低下させることだけ
でなく、画像表示品位も低下させる。この光ぬけを防止
しようとすると、ブラックマトリックスの線幅をさらに
太くしなければならず、これも画素開口率の低下につな
がり、加熱されるという悪循環をひきおこす。
Further, the TN liquid crystal panel generates a phenomenon of light leakage near signal lines. This is a phenomenon when the liquid crystal panel is used in the normally white mode. When black display is performed, moon-shaped light leakage occurs near the signal line.
This light loss not only significantly lowers the contrast, but also lowers the image display quality. In order to prevent this light leakage, the line width of the black matrix must be further increased, which also leads to a decrease in the pixel aperture ratio, causing a vicious cycle of heating.

【0014】以上のように従来のTN液晶パネルは低輝
度表示しか行うことができず、また、光利用効率が低い
ためパネル等は加熱される。特にTN液晶パネルを用い
て液晶投写型テレビを構成した場合は液晶パネル等の性
能劣化は著しかった。
As described above, the conventional TN liquid crystal panel can perform only low-luminance display, and the panel and the like are heated due to low light use efficiency. In particular, when a liquid crystal projection television was constructed using a TN liquid crystal panel, the performance of the liquid crystal panel and the like was significantly deteriorated.

【0015】本発明は従来の液晶パネルおよび写型テ
レビの課題鑑みてなされたものであり、ハイビジョン
用ディスプレイにも充分対応できる高輝度、高画質の液
晶パネルおよび液晶投写型テレビを提供するものであ
る。
[0015] The present invention has been made in view of the problems of the conventional liquid crystal panel and the projection shooting television, high brightness can be sufficiently corresponding to high vision display, providing high-quality liquid crystal panel and a liquid crystal projection TV Things.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】第1の本発明の液晶パネ
ルは、スイッチング素子上、信号線上、スイッチング素
子に対面する対向電極上および信号線に対面する対向電
極上のうちの少なくとも1つの箇所に、液晶層の誘電率
よりも低い誘電率を有する材料からなる誘電体膜を形成
したものである。誘電体膜を形成することにより、画像
ノイズを低減することができる。第2の本発明の液晶パ
ネルは、マイクロレンズ基板と、高分子分散液晶層とを
具備するものであり、この高分子分散液晶層の液晶材料
の割合を50重量%以上90重量%以下とし、液晶層の
膜厚を8μm以上15μm以下としている。このように
構成することにより高コントラスト表示を実現できる。
また、第3の本発明の液晶パネルは、反射型タイプの液
晶パネルであり、かつ液晶層に高分子分散液晶を用いて
いる。また、マイクロレンズアレイを具備し、このマイ
クロレンズアレイのマイクロレンズ焦点距離bは、画素
の横長さと縦長さとを平均した長さをaとした時、b/
aの値が3以上8以下であることを特徴とするものであ
る。このように構成することにより高輝度表示と高コン
トラスト表示の実現が可能である。また、第4の本発明
の液晶パネルは、マイクロレンズアレイと、マイクロレ
ンズアレイと対向電極基板間に充填された透明材料とを
具備し、マイクロレンズアレイ上でかつ透明材料と接す
る面または対向電極上でかつ透明材料と接する面に遮光
膜を形成したものである。このように構成することによ
り、薄膜トランジスタなどのスイッチング素子のホトコ
ンダクタ現象を防止することができる。また、本発明の
投写型表示装置は、上記本発明による液晶パネルをライ
トバルブとして用いたものである。このように構成する
ことにより、高コントラストかつ高輝度表示を実現でき
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal panel having at least one of a position on a switching element, a signal line, a counter electrode facing a switching element, and a counter electrode facing a signal line. And a dielectric film made of a material having a dielectric constant lower than that of the liquid crystal layer. By forming a dielectric film, image noise can be reduced. A liquid crystal panel according to a second aspect of the present invention includes a microlens substrate and a polymer-dispersed liquid crystal layer, and the proportion of the liquid crystal material in the polymer-dispersed liquid crystal layer is set to 50% by weight or more and 90 % by weight or less, The thickness of the liquid crystal layer is not less than 8 μm and not more than 15 μm. With this configuration, a high-contrast display can be realized.
The liquid crystal panel according to the third aspect of the present invention is a reflection type liquid crystal panel, and uses a polymer dispersed liquid crystal for a liquid crystal layer. Further, a microlens array is provided, and the microlens focal length b of the microlens array is b / b, where a is the average length of the horizontal length and the vertical length of the pixel.
The value of a is 3 or more and 8 or less. With this configuration, it is possible to realize a high brightness display and a high contrast display. A liquid crystal panel according to a fourth aspect of the present invention includes a microlens array, and a transparent material filled between the microlens array and the counter electrode substrate, and a surface or a counter electrode on the micro lens array and in contact with the transparent material. A light-shielding film is formed on the upper surface and in contact with the transparent material. With this configuration, it is possible to prevent a photoconductor phenomenon of a switching element such as a thin film transistor. Further, a projection display device of the present invention uses the liquid crystal panel according to the present invention as a light valve. With this configuration, high contrast and high brightness display can be realized.
You.

【0017】以下、簡単に高分子分散液晶について説明
しておく、高分子分散液晶は、液晶と高分子の分散状態
によって大きく2つのタイプに分けられる。1つは、水
滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。液
晶は、高分子中に不連続な状態で存在する。以後、この
ような液晶をPDLCと呼び、また、前記液晶を用いた
液晶パネルをPD液晶パネルと呼ぶ。もう1つは、液晶
層に高分子のネットワークを張り巡らせたような構造を
採るタイプである。ちょうどスポンジに液晶を含ませた
ような格好になる。液晶は、水滴状とならず連続に存在
する。以後、このような液晶をPNLCと呼び、また、
前記液晶を用いた液晶パネルをPN液晶パネルと呼ぶ。
前記2種類の液晶パネルで画像を表示するためには光の
散乱・透過を制御することにより行なう。
The polymer-dispersed liquid crystal will be briefly described below. The polymer-dispersed liquid crystal is 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 exists in a discontinuous state in the 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 referred to as PNLC.
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.

【0018】PDLCは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。
[0018] PDLC utilizes the property that the refractive index differs 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.

【0019】これに対して、PNLCは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。なお、前述のPDLCおよびPNLCの液晶の動
きの説明はあくまでもモデル的な考え方である。本発明
においてはPD液晶パネルとPN液晶パネルのうち一方
に限定するものではないが、説明を容易にするためPD
液晶パネルを例にあげて説明する。また、PDLCおよ
びPNLCを総称して高分子分散液晶と呼び、PD液晶
パネルおよびPN液晶パネルを総称して高分子分散液晶
パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶パネルに注入する
液晶を含有する液体を総称して液晶溶液と呼び、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, PNLC uses the irregularity of the alignment of liquid crystal molecules. In an irregular orientation state, that is, in a state where no voltage is applied, incident light is scattered.
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 PDLC and PNLC is based on a model-based concept. Although the present invention is not limited to one of the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel, the PD liquid crystal panel
A description will be given using a liquid crystal panel as an example. Further, PDLC and PNLC are collectively called polymer dispersed liquid crystal, and PD liquid crystal panel and PN liquid crystal panel are collectively called polymer dispersed liquid crystal panel. Liquids containing liquid crystal to be injected into the polymer dispersed liquid crystal panel are collectively referred to as a liquid crystal solution, and a state in which a resin component in the liquid crystal solution is polymerized and cured is referred to as a polymer.

【0020】高分子分散液晶の動作について(図11
(a)(b))を用いて簡単に述べる。(図11(a)
(b))は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。(図11(a)(b))において、111はアレイ
基板、112は画素電極、113は対向電極、114は
水滴状液晶、115はポリマー、116は対向電極基板
である。画素電極112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11(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114は不規
則な方向に配向している。この状態ではポリマー115
と水滴状液晶114とに屈折率差が生じ入射光は散乱す
る。ここで(図11(b))に示すように画素電極11
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
111より出射する。なお、PDLCのように液晶が水
滴状にあらわされるとき、水滴状の液晶の直径の平均を
平均粒子径と呼び、PNLCのようにネットワーク状と
なるとき、ポリマーネットワークの孔径の平均値をポリ
マーネットワークの平均孔径と呼ぶ。
Operation of polymer dispersed liquid crystal (FIG. 11)
This will be briefly described using (a) and (b)). (FIG. 11 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. 11A and 11B, reference numeral 111 denotes an array substrate, 112 denotes a pixel electrode, 113 denotes a counter electrode, 114 denotes a liquid crystal in the form of droplets, 115 denotes a polymer, and 116 denotes a counter electrode substrate. A TFT (not shown) or the like is connected to the pixel electrode 112, and a voltage is applied to the pixel electrode by turning on and off the TFT, thereby modulating light by changing the liquid crystal alignment direction on the pixel electrode. As shown in FIG. 11A, when no voltage is applied, each of the liquid crystal droplets 114 is oriented in an irregular direction. In this state, the polymer 115
A difference in refractive index occurs between the liquid crystal and the liquid crystal 114, and the incident light is scattered. Here the pixel electrode 11 as shown in (FIG. 11 (b))
When a voltage is applied to 2 , 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 111 without being scattered. Incidentally, when the liquid crystal as PDLC is represented water droplets form, referred to the average water droplet-shaped liquid crystal diameter and the average particle size, as when a network structure as PNLC, polymer network the average value of the pore size of the polymer network Is called the average pore size.

【0021】高分子分散液晶を用いて高品位の画像表示
を実現しようとすると、散乱状態での光の透過量(以
後、散乱光量と呼ぶ)と、透過状態での光の透過量(以
後、透過光量と呼ぶ)の比(以後、コントラストと呼
ぶ)を大きくとる必要がある。液晶パネルの画素数が大
容量になると画素の開口率が低下する。したがって、液
晶パネルの光の入射側にマイクロレンズを配置し、入射
光が画素開口部に良好に入射できるようにする。マイク
ロレンズと液晶層との距離がマイクロレンズの直径に比
較して長いと、入射光の指向性を狭くしなければ入射光
が画素電極以外の部分に照射されてしまう。そこで、本
発明の液晶パネルでは、マイクロレンズと液晶層との距
離をマイクロレンズの直径の3〜8倍と最適化する。前
記距離は樹脂または/および薄いガラス基板を用いるこ
とにより達成する。また、TFTへの遮光膜はマイクロ
レンズ基板上等に形成する。以上のようにマイクロレン
ズを形成し、マイクロレンズと液晶との距離を最適化す
ることにより透過光量は大きくなり、コントラストを高
くできる。
In order to realize high-quality image display using a polymer-dispersed liquid crystal, the amount of light transmitted in a scattering state (hereinafter, referred to as the amount of scattered light) and the amount of light transmitted in a transmitting state (hereinafter, referred to as a light amount). It is necessary to increase the ratio (hereinafter referred to as contrast) of the transmitted light amount. As the number of pixels of the liquid crystal panel increases, the aperture ratio of the pixels decreases. Therefore, a microlens is arranged on the light incident side of the liquid crystal panel so that the incident light can be favorably incident on the pixel opening. If the distance between the microlens and the liquid crystal layer is longer than the diameter of the microlens, the incident light will be applied to portions other than the pixel electrodes unless the directivity of the incident light is reduced. Therefore, in the liquid crystal panel of the present invention, the distance between the microlens and the liquid crystal layer is optimized to be 3 to 8 times the diameter of the microlens. The distance is achieved by using a resin and / or a thin glass substrate. The light-shielding film for the TFT is formed on a microlens substrate or the like. By forming the microlenses as described above and optimizing the distance between the microlenses and the liquid crystal, the amount of transmitted light increases and the contrast can be increased.

【0022】本発明の液晶投写型テレビは本発明の液晶
パネルを用いて構成する。マイクロレンズにより有効に
光が集光されるように、入射光の広がり角は3.5度以
内に集光して液晶パネルに入射させる。ただし、前記広
がり角は半角での値である。出射側はマイクロレンズに
より集光された光を有効に集光するために4.5度以内
の光を集光して投写する光学系を配置する。前記条件を
満足するため、発光源のランプはアーク長の短いものを
使用する。
The liquid crystal projection television according to the present invention is constructed using the liquid crystal panel according to the present invention. The spread angle of the incident light is condensed within 3.5 degrees and made incident on the liquid crystal panel so that the light is effectively condensed by the microlens. However, the spread angle is a value at a half angle. On the emission side, an optical system that collects and projects light within 4.5 degrees and projects the light to effectively collect the light collected by the microlens is arranged. In order to satisfy the above conditions, a lamp having a short arc length is used as a light source.

【0023】[0023]

【作用】高分子分散液晶パネルは、画像表示に偏光板を
用いないため、TN液晶パネルに比較して2倍以上の高
輝度表示が可能である。
The polymer-dispersed liquid crystal panel does not use a polarizing plate for image display, and thus can display twice as high brightness as the TN liquid crystal panel.

【0024】液晶パネルの画素数が大容量になると、画
素の開口率が低下するため、液晶パネルに入射する光を
有効に利用するためにマイクロレンズを少なくとも入射
光側に配置する必要がある。しかし、入射する光の指向
性が狭くないと入射光は画素電極以外の部分にも照射さ
れてしまう。液晶投写型テレビの光源としてアーク長5
mmのメタルハライドランプを用いた場合、前記ランプ
が放射する光を最大に有効利用できかつ集光できる光の
広がり角はθ=7度前後である。なお、広がり角の定義
θは以下のようにするものとする。(図7)示すよう
に光源から放射された光束はパネルの入射面で主光線7
1を中心として円錐状の形状で示される。その光束のう
ち最大角度の光束と主光線とのなす角θを広がり角と定
義する。角度θは入射時のみに定義されるものではな
く、パネルより出射され、パネルの後段に配置されたレ
ンズ等で集光される角度としてもよい。本明細書ではパ
ネルに入射する入射光の角度を広がり角と呼ぶ。パネル
から出射され、投写レンズ等に入射し、スクリーン等に
投映される角度を取り込み角と呼ぶ。一般的に取り込み
角θレンズのFナンバー(以後、F値と呼ぶ)との関
係は、以下の式で示されることはよく知られている。
When the number of pixels of the liquid crystal panel becomes large, the aperture ratio of the pixels decreases, and it is necessary to arrange a microlens at least on the incident light side in order to effectively use the light incident on the liquid crystal panel. However, if the directivity of the incident light is not narrow, the incident light will be applied to portions other than the pixel electrodes. Arc length 5 as a light source for liquid crystal projection television
When a metal halide lamp of mm is used, the divergence angle of light that can maximize and effectively use the light radiated by the lamp is about θ = 7 degrees. Note that the definition θ of the spread angle is as follows. (7) a light beam emitted from the light source as shown in the panel main ray 7 the incident surface of the
It is shown in a conical shape with 1 as the center. The angle θ between the light beam having the maximum angle and the principal ray among the light beams is defined as a spread angle. Is not defined only at the time of incidence, and may be an angle at which light is emitted from the panel and condensed by a lens or the like disposed downstream of the panel. In this specification, the angle of the incident light incident on the panel is called a spread angle. The angle emitted from the panel, incident on a projection lens or the like, and projected on a screen or the like is referred to as a capture angle. Seki the F-number of the general acceptance angle θ and the lens (hereinafter, referred to as F value)
It is well known that the relationship is expressed by the following equation:

【0025】θ=sin-1(1/2F) Fは通常投写レンズ等のF値である。つまり、投写レン
ズ等のF値を限定することと取り込み角θを限定するこ
とは同じことになる。たとえば投写レンズのF値が4で
あれば取り込み角θ≒4.2の範囲の入射光を投映でき
ることになる。逆に、広がり角も上記の式で定義するこ
とができる。パネルに入射する光の広がり角θが2.9
度であればパネルに入射する光のF値は約10となる。
パネルの入射面にマイクロレンズが取り付けられていれ
ば、広がり角θをマイクロレンズの取り込み角以下にす
ることにより入射光を有効に利用できることになる。
Θ = sin −1 (1 / 2F) F is the F value of a normal projection lens or the like. That is, limiting the F value of the projection lens and the like is the same as limiting the take-in angle θ. For example, if the F-number of the projection lens is 4, incident light in the range of the take-in angle θ ≒ 4.2 can be projected. Conversely, the divergence angle can also be defined by the above equation. The spread angle θ of the light incident on the panel is 2.9.
If it is a degree, the F value of the light incident on the panel is about 10.
If a micro lens is attached to the incident surface of the panel, the incident light can be used effectively by setting the spread angle θ to be equal to or smaller than the take-in angle of the micro lens.

【0026】アーク長が5mmメタルハライドランプを
用いた場合、パネルへ入射する光の広がり角は7度前後
が最も光利用効率が高いことは先に述べたが、前記光を
有効にマイクロレンズで液晶層に集光させるためには、
マイクロレンズから液晶層までの距離(以後、焦点距離
と呼ぶ)をマイクロレンズの直径の3倍以上8倍以内に
する必要がある。マイクロレンズアレイ基板は通常液晶
パネルの対向電極基板上に配置するから、対向電極基板
の厚みが焦点距離となるようにすればよい。このことは
画素サイズが100μm以下となれば対向電極基板とし
て薄い基板を用いる必要があることを意味する。TN液
晶パネルでは対向電極基板に配向膜の塗布およびラビン
グ処理を行なう必要があり、対向電極基板厚が薄いと操
作性が悪く実現できない。しかし、高分子分散液晶であ
れば、配向膜塗布およびラビング処理が不必要であるか
ら実現できる。また、高分子分散液晶はTN液晶と異な
り固体であるから対向電極基板にマイクロレンズ基板な
どを装着する際、液晶層にひずみ等が生じない。
As described above, when a metal halide lamp having an arc length of 5 mm is used, the light use efficiency is highest when the divergence angle of light incident on the panel is around 7 degrees. To focus the light on the layer,
The distance from the microlens to the liquid crystal layer (hereinafter referred to as the focal length) must be at least three times and at most eight times the diameter of the microlens. Since the microlens array substrate is usually disposed on the counter electrode substrate of the liquid crystal panel, the thickness of the counter electrode substrate may be set to be the focal length. This means that if the pixel size becomes 100 μm or less, it is necessary to use a thin substrate as the counter electrode substrate. In a TN liquid crystal panel, it is necessary to apply an alignment film to a counter electrode substrate and perform a rubbing treatment. If the counter electrode substrate is thin, operability is poor and cannot be realized. However, a polymer-dispersed liquid crystal can be realized because the application of the alignment film and the rubbing treatment are unnecessary. Also, since the polymer dispersed liquid crystal is a solid unlike the TN liquid crystal, no distortion or the like occurs in the liquid crystal layer when a microlens substrate or the like is mounted on the counter electrode substrate.

【0027】本発明の液晶投写型テレビでは光源として
アーク長が1mm前後のクセノンランプを用いている。
アーク長1mmでは液晶パネルに入射する光の広がり角
を3.5度以内にすることができる。したがって、液晶
パネルに装着されたマイクロレンズには指向性の狭い光
を入射させることができるから、入射光が画素電極以外
の部分に照射されることなく、入射光を有効に利用でき
る。投写レンズもF値の大きいものを用いることができ
る。高分子分散液晶では投写レンズの取り込み角が小さ
いほど散乱透過量が減ることになり、コントラストを向
上させることができる。つまり、入射光の広がり角を小
さくし、マイクロレンズで集光して入射光を有効に利用
し、出射側のレンズのF値を高くしてコントラストを向
上させる。
The liquid crystal projection television of the present invention uses a xenon lamp having an arc length of about 1 mm as a light source.
With an arc length of 1 mm, the spread angle of light incident on the liquid crystal panel can be made within 3.5 degrees. Therefore, light with a narrow directivity can be made incident on the microlenses mounted on the liquid crystal panel, so that the incident light can be effectively used without irradiating the parts other than the pixel electrodes with the incident light. As the projection lens, a lens having a large F value can be used. In a polymer-dispersed liquid crystal, the smaller the take-in angle of the projection lens, the smaller the amount of scattered light and the more the contrast can be improved. That is, the divergence angle of the incident light is reduced, the light is condensed by the microlens and the incident light is used effectively, and the F value of the lens on the exit side is increased to improve the contrast.

【0028】[0028]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明する。(図1)は本発明の液晶パネル
の断面図である。(図1)において、14はマイクロレ
ンズであり、1つのマイクロレンズは1画素ごとに対応
して形成されている。マイクロレンズの製造方法はガラ
ス基板の一部をイオン交換して屈折率分布を形成するイ
オン交換方式を用いて形成することが好ましい。以下、
製造方法について簡単に説明する。ソーダガラス基板1
1にTiを蒸着し、フォトリングラフィで画素に対応し
た六角形のはちの巣状の円形の窓を開ける。次に1価イ
オンの硝酸塩の溶融液に浸し、400度以上に加熱処理
を行う。加熱時、溶融中の陽イオンが開口窓からガラス
基板11内に等方拡散しイオン交換が行われる。イオン
交換されるとその部分は屈折率分布を生じる。屈折率は
1.5〜1.7である。以上のようにマイクロレンズ基
板11が作製される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a liquid crystal panel according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the liquid crystal panel of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a microlens, and one microlens is formed for each pixel. The microlens is preferably manufactured by an ion exchange method in which a part of the glass substrate is ion-exchanged to form a refractive index distribution. Less than,
The manufacturing method will be briefly described. Soda glass substrate 1
Ti is vapor-deposited on 1 and a hexagonal honeycomb-shaped circular window corresponding to the pixel is opened by photolithography. Next, it is immersed in a molten solution of a monovalent ion nitrate and subjected to a heat treatment at 400 ° C. or higher. At the time of heating, the cations that are being melted diffuse isotropically into the glass substrate 11 from the opening window to perform ion exchange. When ion-exchanged, the part produces a refractive index distribution. The refractive index is between 1.5 and 1.7. The microlens substrate 11 is manufactured as described above.

【0029】12はアレイ基板である。アレイ基板12
上にはソース信号線18、画素電極19およびTFT
(図示せず)などが形成されている。なお、画素の開口
率は3インチサイズの基板に30万画素形成されている
場合、約30%である。従来予測されるハイビジョン対
応の液晶パネルであれば画素数は100万画素以上必要
であり、その場合の開口率は10%以下となる。対向基
板13の片面には対向電極16が形成され、対向基板1
3の厚さはマイクロレンズ14の焦点距離によって規定
される。つまり、マイクロレンズ14の焦点が液晶層2
0で結ぶように基板13厚が規定される。以後、対向基
板13はスペース基板とも呼ぶものとする。
Reference numeral 12 denotes an array substrate. Array substrate 12
Above are a source signal line 18, a pixel electrode 19 and a TFT.
(Not shown) and the like are formed. The pixel aperture ratio is about 30% when 300,000 pixels are formed on a 3-inch size substrate. In the case of a liquid crystal panel compatible with high definition which is conventionally predicted, the number of pixels is required to be 1,000,000 or more, and the aperture ratio in that case is 10% or less. An opposing electrode 16 is formed on one surface of the opposing substrate 13, and the opposing substrate 1
The thickness of 3 is defined by the focal length of the micro lens 14. That is, the focal point of the micro lens 14 is
The thickness of the substrate 13 is defined so as to be connected at zero. Hereinafter, the opposite substrate 13 is also called a space substrate.

【0030】スペース基板13の厚みはマイクロレンズ
14の直径の3倍以上8倍以下にする必要がある。光源
としてアーク長5mm程度のメタルハライドランプを用
いる場合には3倍以上5倍以下にする。先にマイクロレ
ンズ14の焦点が液晶層20で結ぶようにすると記載し
た。つまり、マイクロレンズ14の焦点距離は、マイク
ロレンズ14の直径の3倍以上5倍以下にする必要があ
る。アーク長が5mmよりも小さいランプを用いる場合
には4倍以上8倍以下にする。なお、画素形成が長方形
の場合はマイクロレンズも横長の形状となる。この場合
のマイクロレンズの直径としては画素の横長さ縦長さ
を平均したものを直径として仮定して、スペース基板の
厚さを規定する。つまり、マイクロレンズ14の焦点距
離は、画素の横長さと縦長さを平均した長さの所定倍長
さにする必要がある。
The thickness of the space substrate 13 needs to be three times or more and eight times or less the diameter of the microlens 14. When a metal halide lamp having an arc length of about 5 mm is used as a light source, the value is set to 3 times or more and 5 times or less . First
That the focus of the lens 14 is focused on the liquid crystal layer 20.
Was. That is, the focal length of the micro lens 14 is
It is necessary to make the diameter of the lens 14 three times or more and five times or less.
You. When a lamp having an arc length smaller than 5 mm is used, the length is set to 4 times or more and 8 times or less. When the pixel formation is rectangular, the microlens also has a horizontally long shape. In this case, the thickness of the space substrate is defined assuming that the average of the horizontal length and the vertical length of the pixel is used as the diameter of the microlens. That is, the focal length of the micro lens 14
Separation is a specified multiple of the average of the horizontal and vertical length of the pixel
Need to be

【0031】15はマイクロレンズ基板11とスペース
基板13とを接続する接着層であり、具体的には紫外線
硬化型の樹脂を主成分とする接着剤である。
Reference numeral 15 denotes an adhesive layer for connecting the microlens substrate 11 and the space substrate 13, and more specifically, an adhesive mainly composed of an ultraviolet curable resin.

【0032】本発明の液晶パネルに用いる液晶20の材
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。なお、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、
液晶相との分離等の点より紫外線硬化タイプの樹脂を用
いるのが好ましい。具体的な例として紫外線硬化性アク
リル系樹脂が例示され、特に紫外線照射によって重合硬
化するアクリルモノマー、アクリルオリゴマーを含有す
るものが好ましい。
The material of the liquid crystal 20 used in the liquid crystal panel of the present invention is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal, and is a mixture containing one or more liquid crystal compounds or substances other than the liquid crystal compounds. You may. Incidentally, the nematic liquid crystal of relatively large cyanobiphenyl difference extraordinary refractive index n e and ordinary index n o of the liquid crystal materials mentioned above are most preferred. As the polymer matrix material, a transparent polymer is preferable, and as the polymer, any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin may be used.
From the viewpoint of separation from the liquid crystal phase, it is preferable to use an ultraviolet-curable 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.

【0033】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。
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.

【0034】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。
Examples of the oligomer or prepolymer include polyester acrylate, epoxy acrylate, and polyurethane acrylate.

【0035】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。
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 1173” manufactured by Merck), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1-
ON ("Darocure 1116" manufactured by Merck Ltd.), 1-bidroxycyclohexylphenylketone ("Irgacure 184" manufactured by Ciba-Gaiky), benzyl methyl ketal ("Irgacure 651" manufactured by Ciba-Geigy) and the like are listed. In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a cross-linking agent and the like can be appropriately used as optional components.

【0036】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%〜80重量%程度
がよい。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%を超えると高分子
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%
未満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。
The proportion of the liquid crystal material in the polymer-dispersed liquid crystal layer is not specified here, but is generally about 20 to 90% by weight, preferably about 50 to 80% by weight. If it is less than 20% by weight, the amount of liquid crystal droplets is small,
Poor scattering effect. On the other hand , if it exceeds 90% by weight, the polymer and the liquid crystal tend to phase-separate into two upper and lower layers, the proportion of the interface becomes small, and the scattering characteristics deteriorate. The structure of the polymer-dispersed liquid crystal layer varies depending on the liquid crystal fraction, and is approximately 50% by weight.
If it is less than 50%, the liquid crystal droplets are present as independent droplets, and if it is 50% by weight or more, a continuous layer is formed in which the polymer and the liquid crystal are intertwined.

【0037】液晶20の膜厚は5〜25μm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、画素を駆
動するドライブICの設計などが困難になる。
The thickness of the liquid crystal 20 is preferably in the range of 5 to 25 μm, more preferably 8 to 15 μm. If the film thickness is small, the scattering characteristics are poor and contrast cannot be obtained. Conversely, if the film thickness is large, high voltage driving must be performed, which makes it difficult to design a drive IC for driving pixels.

【0038】高分子分散液晶は、配向膜形成が不要であ
る。したがって、アレイ基板上にITOからなる対向電
極16を形成した基板を装着するだけである。したがっ
て、スペース基板13が1mm以下であっても、十分パ
ネル組立を行なうことができる。また、高分子分散液晶
は、TN液晶と異なり固体であるから、押圧にも強い。
これは、スペース基板13にマイクロレンズ14を接着
する際の押圧により、液晶20の膜厚が変化しないこと
を意味する。TN液晶パネルでは、スペース基板13が
薄いと接着層15の厚みむらなどによる液晶膜厚分布が
発生してしまう。
The polymer-dispersed liquid crystal does not require the formation of an alignment film. Therefore, it is only necessary to mount the substrate on which the counter electrode 16 made of ITO is formed on the array substrate. Therefore, even if the space substrate 13 is 1 mm or less, the panel can be sufficiently assembled. Further, since the polymer dispersed liquid crystal is a solid unlike the TN liquid crystal, it is resistant to pressure.
This means that the thickness of the liquid crystal 20 does not change due to the pressure applied when the microlenses 14 are bonded to the space substrate 13. In the TN liquid crystal panel, if the space substrate 13 is thin, a liquid crystal film thickness distribution occurs due to uneven thickness of the adhesive layer 15 or the like.

【0039】(図2)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。半導体層をアモルファスシ
リコン等を用いて形成したTFTは、光に対して弱い。
TFTに光が入射するとホトコンダクタ現象(以後、ホ
トコンと呼ぶ)が発生し、スイッチング特性が低下す
る。そこでTN液晶パネルでは、対向電極基板上にブラ
ックマトリックス(以後、BMと呼ぶ)とよばれる遮光
膜を形成している。高分子分散液晶パネルの場合もアモ
ルファスシリコンを用いたTFTを採用した場合、何ら
かの方法でTFTの半導体層に光が入射しないように遮
光しなければならない。しかし、スペース基板13の厚
みが0.5mm以下となるとエッチング技術を用いてB
Mを形成することがかなり困難となる。第2の実施例で
はマイクロレンズで基板11上に遮光膜21を形成して
この問題を解決している。マイクロレンズ基板の厚みが
1〜1.4mmのものを通常用いる。したがって、BM
としての遮光膜21をパターニングすることは容易であ
る。スペース基板13の板厚が厚い場合は遮光膜21に
より影となる部分が多く発生するが、スペース基板13
の板厚が薄い場合、または/および入射光の広がり角が
狭い場合は影となる部分は小さい。これは、画素サイズ
が100μm以下の液晶パネルを用い、かつアーク長が
短いランプを用いて液晶投写型テレビを構成した場合に
非常に有利となる。
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention. A TFT in which a semiconductor layer is formed using amorphous silicon or the like is weak against light.
When light enters the TFT, a photoconductor phenomenon (hereinafter, referred to as a photoconductor) occurs, and the switching characteristics deteriorate. Therefore, in the TN liquid crystal panel, a light shielding film called a black matrix (hereinafter, referred to as BM) is formed on the counter electrode substrate. In the case of a polymer-dispersed liquid crystal panel, when a TFT using amorphous silicon is adopted, light must be shielded by some method so that light does not enter the semiconductor layer of the TFT. However, when the thickness of the space substrate 13 becomes 0.5 mm or less, B
It is quite difficult to form M. In the second embodiment, this problem is solved by forming a light-shielding film 21 on the substrate 11 with a microlens. A microlens substrate having a thickness of 1 to 1.4 mm is usually used. Therefore, BM
It is easy to pattern the light-shielding film 21 as a mask. When the thickness of the space substrate 13 is large, many portions which are shaded by the light shielding film 21 are generated.
Is small, or / and when the spread angle of the incident light is small, the shadowed portion is small. This is very advantageous when a liquid crystal panel having a pixel size of 100 μm or less and a lamp having a short arc length are used to constitute a liquid crystal projection television.

【0040】TFTへの入射光を低減させる方法として
(図3)に示すように、TFTに低誘電率膜31を形成
する方法もある。この低誘電率膜31とは、液晶層20
の誘電率よりも低誘電率の物質からなる膜という意味で
ある。低誘電率膜31は、前記膜が形成された液晶層に
電圧が印加されないようにするためのものである。低誘
電率膜で電圧降下が生じれば、液晶層には電圧が印加さ
れず、液晶層はたえず散乱状態となる。液晶投写型テレ
ビで散乱状態で黒表示となるように光学等を構成すれ
ば、低誘電率膜31を形成した箇所は黒表示となる。つ
まり、TN液晶パネルでBMを形成したのと同様の効果
が得られる。低誘電率膜31はTFT22およびソース
・ゲート信号線上の対向電極16上に形成する。前記T
FTおよび信号線は、正規の画像表示と異なる信号で、
液晶層の液晶分子を配向させる。したがって、画像ノイ
ズとなる。低誘電率膜31を形成することにより、たえ
ず散乱状態にすることができるから、前記画像ノイズを
除去することができる。
As a method for reducing light incident on the TFT, there is a method of forming a low dielectric constant film 31 on the TFT as shown in FIG. This low dielectric constant film 31 is a liquid crystal layer 20
Means a film made of a substance having a lower dielectric constant than the dielectric constant . The low dielectric constant film 31 prevents voltage from being applied to the liquid crystal layer on which the film is formed. If a voltage drop occurs in the low dielectric constant film, no voltage is applied to the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer is constantly in a scattering state. If optics or the like is configured to display black in a scattering state in a liquid crystal projection television, the portion where the low dielectric constant film 31 is formed displays black. That is, the same effect as when the BM is formed by the TN liquid crystal panel can be obtained. The low dielectric constant film 31 is formed on the TFT 22 and the counter electrode 16 on the source / gate signal line. The T
The FT and the signal line are signals different from the normal image display,
The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned. Therefore, image noise occurs. By forming the low dielectric constant film 31, the scattering state can be constantly achieved, and thus the image noise can be removed.

【0041】低誘電率膜31は、光透過性であることが
望ましい。紫外線を照射し、液晶溶液を重合させる際、
低誘電率膜31が透明物質であれば、紫外線が透過し、
低誘電率膜31の下層の液晶溶液も重合させることがで
きるからである。BMであれば未重合となる。未重合状
態は液晶層20の物質的透過性を欠く結果となり、液晶
パネル性能劣化をひきおこす。なお、低誘電率膜31は
対向電極16上に形成せず、TFT22上、信号線上に
直接形成しても効果をあげられることは明らかであり、
また両方に形成してもよいことも明らかである。高分子
分散液晶層20の誘電率に比較して低誘電率膜31の誘
電率が小さいほど膜厚は薄くてよい。
The low dielectric constant film 31 is desirably light transmissive. When irradiating ultraviolet rays to polymerize the liquid crystal solution,
If the low dielectric constant film 31 is a transparent material, ultraviolet light is transmitted,
This is because the liquid crystal solution under the low dielectric constant film 31 can also be polymerized. If it is BM, it will not be polymerized. An unpolymerized state results in a lack of material permeability of the liquid crystal layer 20, which causes deterioration of liquid crystal panel performance. The low dielectric constant film 31 is
It is clear that the effect can be obtained even if the TFT is formed directly on the TFT 22 or the signal line without forming the counter electrode 16 on the counter electrode 16 .
It is also clear that both may be formed. Thickness dielectric constant is small nearly as low dielectric constant film 31 as compared to the dielectric constant of the liquid crystal layer 20 may be thinner.

【0042】低誘電率膜31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S
i2が適していると考えられる。Si2の屈折率は通常
1.45〜1.50程度であり、誘電率も液晶と比較し
て低い。形成方法としてはS i2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。さらには光重合性
の有機材料を用いて形成する方が簡易である。有機材料
としては液晶層20に用いるものを同一の透過なポリマ
ーを用いるのが最適である。また、半導体回路のレジス
ト材料なども用いることができる。たとえば、ネガ型の
レジストの比誘電率は3〜6であり、液晶の比誘電率1
5〜30に比較して小さく低誘電率物質とみなせる。上
記の有機材料を同一に低誘電率膜31の形成方法として
は、ロールコォーターあるいはスピンナー等で基板上に
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象する方法もある。
As a material for forming the low dielectric constant film 31,
As an inorganic material of S, it is easy to form and process in process.
iOTwoIs considered suitable. SiOTwoThe refractive index is usually
It is about 1.45 to 1.50, and its dielectric constant is
Low. The formation method is S iOTwoAfter vapor deposition,
A mask may be formed and etched. Further photopolymerizable
It is simpler to use an organic material. Organic materials
Is the same transparent polymer as that used for the liquid crystal layer 20.
It is best to use In addition, the registration of semiconductor circuits
Material can also be used. For example, a negative
The relative permittivity of the resist is 3 to 6, and the relative permittivity of the liquid crystal is 1
It can be regarded as a low dielectric constant substance which is smaller than 5 to 30. Up
The same organic material is used as the method for forming the low dielectric constant film 31.
On the substrate with a roll coater or spinner
Apply and polymerize only necessary parts using a pattern mask
And so on. In addition, it is
Spin-coated a photosensitive resin onto the substrate
After heating, the dopant is increased by heating under reduced pressure.
There is also a method of performing a dry phenomenon by a method of sintering.

【0043】(図4)は本発明の第4の実施例における
液晶パネルの断面図である。(図4)では対向電極基板
13上に遮光膜43を形成した。遮光膜43は入射光に
より影ができ、画素開口率低減をひきおこすことは先に
も説明した。影の影響は100μmと画素サイズが大き
い、または/および入射光の広がり角が大きい場合に問
題となる。前述の場合は(図4)の構成にすればよい。
遮光膜43対向電極基板13上に形成する。対向電極
基板13とマイクロレンズ基板11間はビーズ等のスペ
ーサ42により所定間隔の空間をあけ、前記空間には透
明樹脂材料を充填する。なお、所定間隔をあけるのはビ
ーズのみではなく、たとえばファイバーあるいは土手を
形成して行ってもよい。
FIG. 4 is a sectional view of a liquid crystal panel according to a fourth embodiment of the present invention. (FIG. 4) shows the counter electrode substrate
A light-shielding film 43 was formed on 13 . As described above, the light-shielding film 43 is shadowed by the incident light and causes a reduction in the pixel aperture ratio. The influence of the shadow becomes a problem when the pixel size is as large as 100 μm or / and the spread angle of the incident light is large. In the case described above, the configuration shown in FIG.
The light shielding film 43 is formed on the counter electrode substrate 13. Counter electrode
The space between the substrate 13 and the microlens substrate 11 is
A space is provided at a predetermined interval by the laser 42 , and the space is filled with a transparent resin material. It is to be noted that the predetermined interval is not limited to the beads but may be formed, for example, by forming a fiber or a bank.

【0044】透明樹脂材料としては、紫外線硬化タイプ
がパネル作製上も容易であり好ましい。また、透明樹脂
層41とビーズ42との屈折率差は0.1以下にしなけ
ればならない。遮光膜43は液晶層20に近いほど好ま
しいから、対向電極基板13の板厚は可能なかぎり薄い
方が好ましい。ただし、樹脂層41の膜厚と対向電極基
13の板厚を加えた厚みは、マイクロレンズ14の直
径の3倍以上8倍以下にする点は、第1の実施例と同様
である。
As the transparent resin material, an ultraviolet curable type is preferable because it is easy to prepare a panel. Further, the difference in the refractive index between the transparent resin layer 41 and the beads 42 must be 0.1 or less. Since the light-shielding film 43 is preferably as close to the liquid crystal layer 20 as possible, the plate thickness of the counter electrode substrate 13 is preferably as thin as possible. However, the thickness of the resin layer 41 and the counter electrode base
It is the same as the first embodiment in that the thickness of the plate 13 plus the plate thickness is not less than 3 times and not more than 8 times the diameter of the microlens 14.

【0045】クセノンランプのアーク長は約1mmであ
る。前記アーク長の場合、最もランプより放射される光
を有効に利用できる液晶パネルへの入射光の広がり角
は、およそ3.5度から2.5度である。これはF値で
8から12に相当する。したがって、入射光の広がり角
は3.5度以内にする必要があり、好ましくは3.0度
以内にする必要がある。入射光の広がり角が狭くなるほ
ど液晶パネルからの投写レンズに入射される散乱光は小
さくなる。したがって、コントラストは向上する。しか
し、あまり狭くなると液晶パネルに入射させる光束も少
なくなるから、逆に透過光が減り、コントラストは小さ
くなる。本実施例では以上の事項を鑑み、入射光の広が
り角を2.5度にした。
The arc length of the xenon lamp is about 1 mm. In the case of the arc length, the divergence angle of the incident light on the liquid crystal panel in which the light radiated from the lamp can be used most effectively is about 3.5 degrees to 2.5 degrees. This corresponds to an F value of 8 to 12. Therefore, the spread angle of the incident light needs to be within 3.5 degrees, and preferably within 3.0 degrees. The smaller the spread angle of the incident light is, the smaller the scattered light incident on the projection lens from the liquid crystal panel is. Therefore, the contrast is improved. However, when the width is too narrow, the amount of light incident on the liquid crystal panel also decreases, and conversely, the amount of transmitted light decreases and the contrast decreases. In the present embodiment, in view of the above, the spread angle of the incident light is set to 2.5 degrees.

【0046】マイクロレンズ入射光を屈折させるの
で、出射側のレンズ、つまり投写レンズのF値は液晶パ
ネルの入射側のF値よりも小さくする必要がある。あま
り小さくすると液晶パネルの散乱時の光をも集光するよ
うになるから、コントラストを下げてしまう。以上のこ
とから出射側の投写レンズの取り込み角は4.5度以内
にする必要があり、好ましくは4.0以内にする必要が
ある。本実施例では以上の事項を鑑み、取り込み角を
3.5度にした。なお、液晶パネルの画素数は約34万
画素、画素開口率は34%、パネルサイズは対角約2.
8インチである。(図5)において、51は集光光学
系、52はUVIRカットミラー、53a,53b,5
3cはダイクロイックミラー、54a,54b,54c
は高分子分散液晶パネル、55a,55b,55c,5
7a,57b,57cはレンズ、56a,56bおよび
56cしぼりとしてのアパーチャである。なお、5
5,56および57で投写光学系を構成している。ま
た、特に支障のないかぎり55,56および57の組を
投写レンズ系と呼ぶ。なお、アパーチャは投写レンズ系
の説明のため必要とするものであり、実際は用いないこ
とが多い。
[0046] Since the micro-lens refracts incident light, a lens on the output side, i.e. F value of the projection lens is required to be smaller than the F value of the incident side of the liquid crystal panel. If the size is too small, light that is scattered by the liquid crystal panel will also be collected, so that the contrast will be reduced. From the above, the take-in angle of the projection lens on the emission side needs to be within 4.5 degrees, and preferably within 4.0 degrees. In the present embodiment, taking the above into consideration, the take-in angle is set to 3.5 degrees. The liquid crystal panel has about 340,000 pixels, a pixel aperture ratio of 34%, and a panel size of about 2.
8 inches. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes condensing optics.
System, 52 is a UVIR cut mirror, 53a, 53b, 5
3c is a dichroic mirror, 54a, 54b, 54c
Is a polymer dispersed liquid crystal panel, 55a, 55b, 55c, 5
7a, 57b, 57c lens, 56a, 56b and 56c are aperture as aperture. In addition, 5
5, 56 and 57 constitute a projection optical system. The set of 55, 56, and 57 is called a projection lens system unless there is a particular problem. The aperture is necessary for the description of the projection lens system, and is not actually used in many cases.

【0047】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56
の閉口径を小さく、つまりF値を大きくすればコントラ
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 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. Aperture 56
The contrast can be improved by reducing the closed aperture of the lens, that is, by increasing the F value. However, the image brightness on the screen decreases.

【0048】以下、本発明の液晶投写型テレビの動作に
ついて説明する。なお、R,G,B光のそれぞれの変調
系については、ほぼ同一動作であるのでB光の変調系に
ついて例にあげて説明する。まず、集光光学系51から
白色光が照射され、前記白色光のB光成分はBDM53
aにより反射される。前記B光は高分子分散液晶パネル
54aに入射する。前記高分子分散液晶パネルは(図1
1(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。
The operation of the liquid crystal projection television according to the present invention will be described below. Since the respective modulation systems of the R, G, and B lights have almost the same operation, the modulation system of the 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 a. The B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 54a. The polymer dispersed liquid crystal panel (FIG. 1)
As shown in (a) and (b)), the scattering and transmission state of incident light are controlled by a signal applied to the pixel electrode to modulate the light.

【0049】散乱した光はアパーチャ56aで遮光さ
れ、逆に、所定角度内の光はアパーチャ56aを通過す
る。変調された光は投写レンズ57aによりスクリーン
(図示せず)に拡大投映される。以上のようにして、ス
クリーンには画像のB光成分が表示される。同様に高分
子分散液晶パネル54bはG光成分の光を変調し、ま
た、高分子分散液晶パネル54cはR光成分の光を変調
して、スクリーン上にはカラー画像が表示される。
The scattered light is shielded by the aperture 56a. Conversely, light within a predetermined angle passes through the aperture 56a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 57a. As described above, the B light component of the image is 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.

【0050】前述の液晶投写型テレビを構成し、画像表
示を行なったが、コントラストは150,スクリーンゲ
イン5で、画面サイズ40インチの時、中心輝度は18
0(ft−L)であった。
The above-mentioned liquid crystal projection television was constructed and displayed an image. When the contrast was 150, the screen gain was 5, and the screen size was 40 inches, the center luminance was 18
0 (ft-L).

【0051】なお、(図5)において投写レンズ系をこ
れに限定するものではなく、たとえば平行光成分を遮光
体で遮光し、散乱光をスクリーンに投映する中心遮へい
型の光学系を用いてもよいことは言うまでもない。
In FIG. 5, the projection lens system is not limited to this. For example, a central shielding type optical system that shields a parallel light component with a light shield and projects scattered light on a screen may be used. It goes without saying that it is good.

【0052】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
像を投映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。
Further, in the embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention, the rear liquid crystal projection television is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the front liquid crystal projection television for projecting an image on a reflection screen is used. 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.

【0053】また、本実施例の液晶投写型テレビにおい
ては、R,GおよびB光の変調系において投写レンズ系
をそれぞれ1つずつ設けているが、これに限定するもの
ではなく、たとえばミラーなどを用いて液晶パネルによ
り変調された表示画像を1つにまとめてから1つの投写
レンズ系に入射させて投映する構成であってもよいこと
は言うまでもない。さらに、R・G・B光それぞれを変
調する3枚の液晶パネルを設けることに限定するもので
もない。例えば、一枚の液晶パネルにモザイク状のカラ
ーフィルタを取付け、前記パネルの画像を投映するテレ
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 input to one projection lens system and projected. Further, the present invention is not limited to providing three liquid crystal panels for modulating R, G, and B lights. For example, a television that attaches a mosaic color filter to one liquid crystal panel and projects an image of the panel may be used.

【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、反射型に形成してもよい。その場合は、画素電極等
を金属物質で反射電極にすればよい。反射型液晶パネル
を用いて投写型テレビを構成する場合は(図6)のごと
く構成すればよい。なお、(図6)において、61はス
クリーンである。
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 the liquid crystal panel may be formed in a reflective type. In such a case, the pixel electrode and the like may be formed as a reflective electrode using a metal material. When a projection type television is configured using a reflection type liquid crystal panel, it may be configured as shown in FIG. Incidentally, in FIG.
It is clean.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように本発明の液晶パネルは、高
分子分散液晶を用いることにより、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。
As described above, the liquid crystal panel of the present invention can obtain a high-luminance screen twice or more as compared with the liquid crystal panel using the TN liquid crystal by using the polymer dispersed liquid crystal.

【0056】また、液晶パネルの入射光側にマイクロレ
ンズを配置もしくは形成すること、および対向電極基板
の板厚を最適化することにより、入射光の光利用率を格
段に向上させている。
Further, by arranging or forming a microlens on the incident light side of the liquid crystal panel and optimizing the plate thickness of the counter electrode substrate, the light utilization efficiency of the incident light is remarkably improved.

【0057】また、マイクロレンズ基板等にTFT等の
遮光膜を形成し、ホトコンを防止させており、また、液
晶層内に低誘電膜を形成することにより、画像ノイズが
見えることも防止している。
Further, a light shielding film such as a TFT is formed on a microlens substrate or the like to prevent photocontamination, and a low dielectric film is formed in the liquid crystal layer to prevent image noise from being seen. I have.

【0058】さらに、液晶投写型テレビは本発明による
液晶パネルを採用することにより、高コントラスト、高
輝度表示を実現している。
Further, the liquid crystal projection television realizes high contrast and high brightness display by employing the liquid crystal panel according to the present invention .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における液晶パネルの一
部断面図
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例における液晶パネルの一
部断面図
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例における液晶パネルの一
部断面図
FIG. 3 is a partial sectional view of a liquid crystal panel according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例における液晶パネルの一
部断面図
FIG. 4 is a partial sectional view of a liquid crystal panel according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図
FIG. 5 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例における液晶投写型テレビ
の構成図
FIG. 6 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to another embodiment of the present invention.

【図7】光の広がり角の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of a spread angle of light.

【図8】液晶パネルの等価回路図FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.

【図9】従来の液晶パネルの断面図FIG. 9 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel.

【図10】従来の液晶投写型テレビの構成図FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.

【図11】高分子分散液晶の動作の説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of an operation of a polymer dispersed liquid crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 マイクロレンズ基板 12 アレイ基板 13 スペース基板 14 マイクロレンズ 15 接着層 16 対向電極 18 ソース信号線 19 画素電極 20 液晶層 21,43 遮光膜 22 TFT 31 低誘電率膜 41 樹脂層 42 スペーサ 54a,54b,54c 高分子分散液晶パネル 71 主光線 96 TN液晶 97a,97b 配向膜 98 ブラックマトリックス 105a,105b,105c TN液晶パネル 114 水滴状液晶 115 ポリマー DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Micro lens board 12 Array board 13 Space board 14 Micro lens 15 Adhesive layer 16 Counter electrode 18 Source signal line 19 Pixel electrode 20 Liquid crystal layer 21, 43 Light shielding film 22 TFT 31 Low dielectric constant film 41 Resin layer 42 Spacer 54a, 54b, 54c Polymer dispersed liquid crystal panel 71 Principal ray 96 TN liquid crystal 97a, 97b Alignment film 98 Black matrix 105a, 105b, 105c TN liquid crystal panel 114 Water droplet liquid crystal 115 Polymer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏見 吉正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−248125(JP,A) 特開 平4−180020(JP,A) 特開 平3−51817(JP,A) 特開 平2−302726(JP,A) 特開 平1−189685(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshimasa Fushimi 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-3-248125 (JP, A) JP-A-4- 180020 (JP, A) JP-A-3-51817 (JP, A) JP-A-2-302726 (JP, A) JP-A-1-18985 (JP, A)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配置された画素電極と
前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子と前記
画素電極間に配置された信号線とが形成された第1の基
板と、 対向電極が形成された第2の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液
晶層と、 前記スイッチング素子上、前記信号線上、前記スイッチ
ング素子に対面する対向電極上および前記信号線に対面
する対向電極上のうちの少なくとも1つの箇所に、前記
液晶層の誘電率よりも低い誘電率を有する光透過性を有
する材料からなり、かつ画素パターンに対応してパター
ニングされた誘電体膜が形成されていることを特徴とす
る液晶パネル。
A first substrate on which pixel electrodes arranged in a matrix, a switching element for applying a signal to the pixel electrodes, and a signal line disposed between the pixel electrodes are formed; and a counter electrode is formed. A second substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, on the switching element, on the signal line, on the counter electrode facing the switching element, and on the At least one portion of the counter electrode facing the signal line is made of a light-transmitting material having a dielectric constant lower than the dielectric constant of the liquid crystal layer, and is patterned in accordance with the pixel pattern. A liquid crystal panel having a body film formed thereon.
【請求項2】 マトリックス状に配置された画素電極と
前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子と前記
画素電極間に配置された信号線とが形成された第1の基
板と、 対向電極が形成された第2の基板と、 前記画素電極の位置に対応して規則的にマイクロレンズ
が形成された第3の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液
晶層と、 前記スイッチング素子上、前記信号線上、前記スイッチ
ング素子に対面する対向電極上および前記信号線に対面
する対向電極上のうちの少なくとも1つの箇所に、前記
液晶層の誘電率よりも低い誘電率を有する光透過性を有
する材料からなり、かつ画素パターンに対応してパター
ニングされた誘電体膜が形成されていることを特徴とす
る液晶パネル。
2. A first substrate on which pixel electrodes arranged in a matrix, switching elements for applying signals to the pixel electrodes, and signal lines arranged between the pixel electrodes are formed, and a counter electrode is formed. A second substrate, a third substrate on which micro lenses are regularly formed corresponding to the positions of the pixel electrodes, and a third substrate sandwiched between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer having a lower dielectric constant than the liquid crystal layer on at least one of the switching element, the signal line, the counter electrode facing the switching element, and the counter electrode facing the signal line; A liquid crystal panel comprising a dielectric film made of a light transmissive material having a dielectric constant and patterned in correspondence with a pixel pattern.
【請求項3】 マトリックス状に配置された画素電極と
前記画素電極に接続されたスイッチング素子とが形成さ
れた第1の基板と、 対向電極が形成された第2の基板と、 画素の位置に対応して規則的にマイクロレンズが形成さ
れた第3の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液
晶層と、 前記第3の基板と前記第2の基板との間に充填された透
明材料と、 前記スイッチング素子上、前記信号線上、前記スイッチ
ング素子に対面する対向電極上および前記信号線に対面
する対向電極上のうちの少なくとも1つの箇所に、前記
液晶層の誘電率よりも低い誘電率を有する光透過性を有
する材料からなり、かつ画素パターンに対応してパター
ニングされた誘電体膜とを具備し、 前記画素の横長さと縦長さとを平均した長さをaとし、
前記マイクロレンズの焦点距離をbとした時、b/aの
値が3以上8以下であることを特徴とする液晶パネル。
3. A first substrate on which pixel electrodes arranged in a matrix and switching elements connected to the pixel electrodes are formed; a second substrate on which a counter electrode is formed; A third substrate on which micro lenses are formed correspondingly regularly; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; a third substrate and the second substrate; A transparent material filled between the substrate and the switching element, on the signal line, on at least one location on the counter electrode facing the switching element and on the counter electrode facing the signal line, A light-transmitting material having a dielectric constant lower than that of the liquid crystal layer, and a dielectric film patterned in accordance with a pixel pattern; and a length obtained by averaging the horizontal length and the vertical length of the pixel. A age,
A liquid crystal panel wherein the value of b / a is 3 or more and 8 or less, where b is the focal length of the microlens.
【請求項4】 マトリックス状に配置された画素電極が
形成された第1の基板と、 対向電極が形成された第2の基板と、 前記画素電極の位置に対応して規則的にマイクロレンズ
が形成された第3の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された高
分子分散液晶層と、 前記第3の基板と前記第2の基板との間に充填された透
明材料と、 前記第2の基板上でかつ前記透明材料と接する面または
前記第3の基板上でかつ前記透明材料と接する面に形成
された遮光膜とを具備し、 前記高分子分散液晶層の液晶材料の割合は50重量%以
上90重量%以下であり、 前記高分子分散液晶層の膜厚は8μm以上15μm以下
であることを特徴とする液晶パネル。
4. A first substrate on which pixel electrodes arranged in a matrix are formed; a second substrate on which a counter electrode is formed; and micro lenses regularly arranged corresponding to the positions of the pixel electrodes. A third substrate formed, a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, and a filling material between the third substrate and the second substrate And a light-shielding film formed on a surface of the second substrate and in contact with the transparent material or on a surface of the third substrate and in contact with the transparent material. A liquid crystal panel, wherein a ratio of a liquid crystal material in the liquid crystal layer is 50% by weight or more and 90% by weight or less, and a film thickness of the polymer dispersed liquid crystal layer is 8 μm or more and 15 μm or less.
【請求項5】 画素電極がマトリックス状に配置された
第1の基板と、 対向電極が形成された第2の基板と、 前記画素電極の位置に対応して規則的にマイクロレンズ
が形成された第3の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液
晶層と、 前記第3の基板と前記第2の基板とを接着する透明材料
と、 前記第2の基板上でかつ前記透明材料と接する面または
前記第3の基板上でかつ前記透明材料と接する面に形成
された遮光膜とを具備したことを特徴とする液晶パネ
ル。
5. A first substrate on which pixel electrodes are arranged in a matrix, a second substrate on which a counter electrode is formed, and microlenses formed regularly corresponding to the positions of the pixel electrodes. A third substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, a transparent material for bonding the third substrate and the second substrate, A liquid crystal panel comprising: a light-shielding film formed on the surface of the substrate and in contact with the transparent material or on the surface of the third substrate in contact with the transparent material.
【請求項6】 請求項1に記載の液晶パネルと、 アーク放電ランプを有する光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を前記液晶パネルに導く光
学部材と、 前記液晶パネルの表示画像を投写する投写手段とを具備
したことを特徴とする投写型表示装置。
6. The liquid crystal panel according to claim 1, light generating means having an arc discharge lamp, an optical member for guiding light emitted by the light generating means to the liquid crystal panel, and displaying an image on the liquid crystal panel. A projection display device, comprising: projection means for projecting.
【請求項7】 請求項2に記載の液晶パネルと、 アーク放電ランプを有する光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を前記液晶パネルに導く光
学部材と、 前記液晶パネルの表示画像を投写する投写手段とを具備
したことを特徴とする投写型表示装置。
7. The liquid crystal panel according to claim 2, light generating means having an arc discharge lamp, an optical member for guiding light emitted by the light generating means to the liquid crystal panel, and displaying an image on the liquid crystal panel. A projection display device, comprising: projection means for projecting.
【請求項8】 請求項5に記載の液晶パネルと、 アーク放電ランプを有する光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を前記液晶パネルに導く光
学部材と、 前記液晶パネルの表示画像を投写する投写手段とを具備
したことを特徴とする投写型表示装置。
8. A liquid crystal panel according to claim 5, light generating means having an arc discharge lamp, an optical member for guiding light emitted by the light generating means to the liquid crystal panel, and a display image of the liquid crystal panel. A projection display device, comprising: projection means for projecting.
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