JP3525907B2 - 液晶表示パネルおよびそれを用いたビューファインダおよび投写型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として小型の液
晶表示パネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投
写する表示装置（以後、投写型表示装置と呼ぶ）、ビデ
オカメラの撮影モニターとして用いる表示装置（以後、
ビューファインダと呼ぶ）と、前記投写型表示装置およ
びビューファインダのライトバルブなどに用いる液晶表
示パネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは軽量、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投写型表示装置
がにわかに注目をあつめてきている。現在、商品化され
ている投写型表示装置は液晶の旋光特性を利用したツイ
ストネマティック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶表示パネル
が用いられている。

【０００３】以下、従来の液晶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、図面は理解を容易に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３９）は従来の液晶表示パネルの断面
図である。液晶層２７２にはＴＮ液晶を用いている。Ｔ
ＦＴ１２等が形成されたアレイ基板２２と対向電極２３
が形成された対向基板２１は４〜６μｍの間隔で保持さ
れ、両基板間にＴＮ液晶２７２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。２７１はクロムなどの金属薄膜で形成されたブラッ
クマトリックス（以降、ＢＭと呼ぶ）であり、遮光機能
を有する。対向電極２３および画素電極１１はＩＴＯな
どの透明物質で形成されており、前記電極上に配向膜２
７３が形成されている。

【０００５】

【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液晶を用いた液晶表示パネルは、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（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。液晶表示パネルの画素開
口率を１００％とし、偏光子に入射する光量を１とする
と偏光子より出射する光量は４０％、液晶表示パネルの
透過率を１００％、検光子の透過率を８０％とすれば、
全体としての透過率は０．４×０．８＝３２％となり、
約３０％の光しか有効に利用できない。したがってＴＮ
液晶表示パネルでは低輝度画像表示しか実現できない。

【０００６】偏光板等で損失した光はほとんどが偏光板
に吸収されて熱に変換される。熱は偏光板自身および輻
射熱等により液晶表示パネルを加熱する。投写型表示装
置の場合、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、投写型表示装置にＴＮ液晶表示パネル
を用いた場合、偏光板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。劣化は特に
表示パネルの偏光子で著しい。

【０００７】また、ＴＮ液晶表示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、投写型表示装置に用いる液晶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
Ｔの凹凸を多数形成することになり、前記凹凸により良
好にラビング処理を行なえなくなったことは当然であ
る。また、画素サイズの微細化は１つの画素に占めるＴ
ＦＴ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。アモルファスシリコンでＴＦＴを形成した場合で、
かつ、１５０万画素形成した場合は２０％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、さらに液晶表示パネルは加熱されることになり前
述の性能劣化を加速する。

【０００８】ＴＮ液晶は、画素電極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液晶
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、前記偏光板の偏光軸は直交させている。入射側の
偏光板（以後、偏光子と呼ぶ）の偏光軸と液晶表示パネ
ルの光入射面の基板の配向軸とは一致もしくは直交させ
ている。一般的にＴＮ液晶表示パネルは電圧印加状態で
黒表示を行えるモード（以後、ＮＷモードと呼ぶ）で使
用する。

【０００９】ＮＷモードの液晶表示パネルの表示画像は
色再現性はよいが、課題として、（図４１）に示すよう
に画素開口部４１１の画素周辺部からの光もれ（逆ドメ
イン領域４１２）がある。これは液晶分子が正規の配向
方向と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。これは画素電極と信号線
間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。

【００１０】光もれを防止する方法として対向電極上に
形成するＢＭの幅を太くする方法がある。つまり、逆ド
メイン領域４１２をかくすようにＢＭ２７１を形成す
る。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が、有効な方法とは言えない。

【００１１】以下のようにＴＮ液晶を用いる液晶表示パ
ネルは、また、画素周辺部に光抜けが発生しやすいた
め、ブラックマトリックス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。ブラッ
クマトリックスに照射された光は液晶パネルを加熱する
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。

【００１２】さらにＴＮ液晶表示パネルの課題として、
光の入射角と表示コントラストが依存するということが
あげられる。これは液晶層２７２の中の液晶分子が画素
電極１１の法線に対し、一定角度で傾いていることから
生じる。液晶分子の傾きと、光の入射角度が一致してお
れば表示コントラストは良好である。しかし、不一致で
あれば表示コントラストは著しく劣化する。この課題
は、ＴＮ液晶表示パネルをライトバルブとして用い投写
型表示装置に対して重大である。投写型表示装置では光
学設計の都合上ライトバルブに入射する光の主光線をラ
イトバルブの全領域で一定方向にすることが困難だから
である。たとえば、（図４０）に示すようにライトバル
ブ４０１（ＴＮ液晶表示パネル）に入射する光の主光線
はパネル上部と下部で異なる。

【００１３】今、液晶層２７２中の液晶分子の傾きが主
光線ｃと一致しておれば、ライトバルブの表示領域の下
部の表示コントラストは良好となる。しかし、上部の主
光線ａに対しては不一致であり、上部の表示コントラス
トは著しく悪くなる。したがって画面下部から上部に表
示コントラストの劣化が生じる。つまり、画面下部の画
像表示は良好であるが、画面上部は悪い低品位の画像表
示状態となる。この現象は著しく画像表示を低下させ
る。

【００１４】また、ＴＮ液晶表示パネルに赤・青・緑の
モザイク状のカラーフィルタを配置する場合に課題が生
じる。それはカラーフィルタは樹脂で形成されているた
め、位相差が生じ、偏光状態をくずすためである。つま
り、偏光子を通過した直線偏光はカラーフィルタで一部
がだ円偏光となってしまう。これは、表示コントラスト
を低下させる原因となる。直視型パネルの場合はこの影
響は小さいが、投写型表示装置のライトバルブとして用
いる場合は表示コントラストへの影響が大きい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の表示パネルは上
記課題を解決するため、光変調層としては主として高分
子分散液晶を用いる。ここで、まず、高分子分散液晶に
ついて簡単に説明をしておく。

【００１６】高分子分散液晶は、液晶と高分子（ポリマ
ー）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表示パネルをＰＤ液晶表示パネルと
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表示パネ
ルをＰＮ液晶表示パネルと呼ぶ。前記２種類の液晶表示
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。

【００１７】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】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。

【００１９】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液晶表示パネルとＰＮ液晶表示パ
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液晶表示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ＰＤ液晶と呼
ぶ。以下の説明では光変調層としてＰＤ液晶を例にあげ
て説明していく。

【００２０】（図３７（ａ）（ｂ））はＰＤ液晶の動作
の説明図である。画素電極１１には薄膜トランジスタ
（図示せず）等が接続され、ＴＦＴのオン、オフにより
画素電極１１に電圧が印加されて、画素電極１１上の液
晶配向方向を可変させて光を変調する。（図３９
（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３１中の液晶分子は不規則な方向
に配向している。この状態ではポリマー３２と水滴状液
晶３１との間に屈折率差が生じ、入射光は散乱する。こ
こで（図３７（ｂ））に示すように画素電極１４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３２
の屈折率ｎ_pと合わせておくと、入射光は散乱せずにア
レイ基板２２より出射する。

【００２１】ＰＤ液晶はＴＮ液晶のように配向膜２７３
が不要であるため、当然のことながら配向不良が生じな
い。また、基本的には、偏光板等を用いずとも光変調を
行なえるため、光利用率が高く、表示輝度を高くでき
る。なお、説明を容易にするため、光変調層はＰＤ液晶
として説明をするが、これに限定するものではない。

【００２２】本発明の表示パネルは、主として（図１）
（図２）に示すようにマトリックス状に配置された画素
電極１１と、前記画素電極１１に信号を印加するスイッ
チング素子としてのＴＦＴ１２と、前記ＴＦＴ１２を動
作状態にする信号（以後、オン信号と呼ぶ）および非動
作状態にする信号（以後、オフ信号と呼ぶ）を伝達する
ゲート信号線１３と、前記画素電極１１に印加する映像
信号を伝達するソース信号線１４とが形成されたアレイ
基板２２と、対向電極２３が形成された対向基板２１
と、前記アレイ基板２２と対向基板２１間に挟持された
光散乱状態の変化として光学像を形成するＰＤ液晶層２
４と、前記ソース信号線１４に隣接し、かつ、前記画素
電極１１の周辺部に形成された遮光膜１５とを具備し、
前記画素電極１１と前記ゲート信号線１３とが絶縁膜２
５を介して積層されているものである。

【００２３】画素電極１１とソース信号線１４等間に電
位差があると電気力線（横電界）が発生し、前記電気力
線に沿って液晶分子が配向する。そのため、信号線と隣
接した画素電極１１の周辺部で光抜けが生じる。本発明
では画素電極１１周辺部に遮光膜１５を形成しているた
め、液晶の配向による光抜けが発生しにくく、したがっ
て、表示コントラストを良好にできる。

【００２４】本発明の表示パネルは、主として（図１
０）（図１１）に示すようにアレイ基板２２と対向基板
２１との間にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、
ゲート信号線１３の一部が、前記ソース信号線１４と隣
接するよう延長されている。また、前記画素電極１１と
前記第ゲート信号線１３および前記ゲート信号線１３の
一部とが絶縁膜２５を介して積層されている。

【００２５】上記の表示パネルは、画素電極１１周辺部
に遮光膜１５を形成し、光抜けを防止するものであっ
た。本発明の表示パネルでは、ゲート信号線１３の一部
をソース信号線１４に近接して形成し、前記ゲート信号
線の一部を遮光膜としている。また、画素電極１１とゲ
ート信号線１３（先のゲート信号線の一部を含む）とを
絶縁膜２５を介して積層（前段ゲート方式と呼ぶ。（図
４）参照）することにより、画素電極１１とゲート信号
線１３間に付加コンデンサ４４を形成している。

【００２６】本発明の表示パネルは、（図７）等に示す
ようにアレイ基板２２と対向基板２１との間にＰＤ液晶
層２４を挟持させたものであり、前記画素電極１１の周
辺部には遮光膜１５を形成している。また、アレイ基板
２２側と対向基板２１側のうち少なくとも一方に偏光板
７１もしくは偏光ビームスプリッタを配置している。ま
た、好ましくは、ソース信号線１４上には、ＰＤ液晶２
４の比誘電率よりも低い比誘電率材料からなる膜１８５
を形成し、前記膜１８５により、ソース信号線１４から
放射される電界（横電界）をシールドする。さらに、前
段ゲート方式をとることが好ましい。

【００２７】透過型ＰＤ液晶表示パネルでは、画素電極
１１とソース信号線１４間に発生する横電界による光抜
けの影響が大きい。前記横電界は一定方向の電気力線で
構成されるため、偏光依存性が生じる。したがって、偏
光依存の発生する方向に偏光板７１の偏光軸７３を適正
に配置することにより光抜けを防止でき、表示コントラ
ストを向上できる。

【００２８】本発明の表示パネルは、アレイ基板２２と
対向基板２１との間にＰＤ液晶層２４を挟持させたもの
であり、また、対向電極２３の電位に対して正極性また
は逆極性の信号を画素電極１１に順次印加する駆動手段
（図１４参照）と、アレイ基板２２側と対向基板２１側
のうち少なくとも一方に配置された偏光手段７１とを具
備する。前記駆動手段は、マトリックス状に配置された
画素電極１１に、一行ごとに極性が異なる第１の状態ま
たは一列ごとに極性が異なる第２の状態となるように、
画素電極１１に信号を印加する。また、第１の状態のと
きは、前記偏光手段７１の偏光軸７３が第１の信号線の
形成方向と略一致させ、前記第２の状態のときは、前記
偏光手段７１の偏光軸７３が第２の信号線の形成方向と
略一致させる。

【００２９】本発明の表示パネルは、駆動手段により一
行ごと、あるいは一列ごとに極性の異なる信号を画素電
極１１に印加する。したがって、液晶表示パネルにおい
て偏光依存が生じる方向は一方向になるもしくは一方で
大きくなる。そこで、偏光依存性が発生する方向に対
し、偏光板７１の偏光軸７３を適正に配置すれば光抜け
を大幅に減少させることができる。

【００３０】本発明の表示パネルは、マトリックス状に
配置された反射電極１８２および前記反射電極１８２に
信号を印加するＴＦＴ１２が形成されたアレイ基板２２
と、対向基板２１との間にＰＤ液晶層２４を挟持させた
ものである。また、対向電極１８１の電位に対して正極
性または逆極性の信号を反射電極１８２に順次印加する
駆動手段および対向基板２１側に偏光手段７１を配置し
ている。前記反射電極１８２はＴＦＴ１２上に形成され
ている。

【００３１】前記駆動手段は、マトリックス状に配置さ
れた反射電極１８２に、一行ごとに極性が異なる第１の
状態または一列ごとに極性が異なる第２の状態となるよ
うに、画素電極に信号を印加する。また、第１の状態の
時は、偏光手段７１の偏光軸７３がソース信号線１３の
形成方向と略一致させ、第２の状態の時は、偏光手段７
１の偏光軸７３がゲート信号線１４の形成方向と略一致
させる。

【００３２】好ましくは、対向基板２１には対向電極と
なるＩＴＯ薄膜１８１ｂと誘電体薄膜１８１ａ、１８１
ｃとが積層されており、前記誘電体薄膜の屈折率は、前
記ＩＴＯ薄膜１８１ｂの屈折率よりも小さく、かつ、前
記ＰＤ液晶層２４の屈折率よりも大きく、かつ、屈折率
は１．５以上１．８以下とする。さらに、前記誘電体薄
膜１８１ｂの光学的膜厚は、λを光の設計主波長とした
とき、略λ／４であり、前記ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚１
８１ｂは、略λ／２とする。

【００３３】好ましくは、誘電体薄膜は三酸化二アルミ
ニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、三酸化二イットリウム（Ｙ
₂Ｏ₃）、一酸化シリコン（ＳｉＯ）、三酸化タングステ
ン（ＷＯ₃）、三弗化セリウム（ＣｅＦ₃）、三弗化ラン
タン（ＬａＦ₃）、三弗化ネオジウム（ＮｄＦ₃）のいず
れかとする。

【００３４】本発明の反射型のＰＤ液晶表示パネルで
は、ソース信号線１４等の信号線は反射電極１８２の下
層に形成している。したがって、液晶層２４内で発生す
る横電界は主として反射電極１８２間で生じる。そこ
で、駆動手段を用いて、一行もしくは一列ごとに逆極性
の信号を反射電極１８２に印加し、偏光依存性の発生す
る方向を一方向にし、かつ、前記偏光依存性の発生方向
と偏光板７１等の偏光軸７３を適正にすれば、反射電極
１８１周辺部に発生する正規の表示以外の表示（表示ノ
イズ）を大幅に低減できる。

【００３５】本発明の表示パネルは、主として（図１
３）に示すようにアレイ基板２２と対向基板２１との間
にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、ソース信号
線１４と画素電極１１間および画素電極１１の周辺部に
遮光膜が形成している。好ましくは、遮光膜１３１はＰ
Ｄ液晶層２４で変調する光を吸収する色素を含有させ
る。遮光膜１３１は画素電極１１の周辺部の光抜けを防
止するとともに、液晶層２４内で乱反射する光を吸収し
て、ハレーションを防止し、表示コントラストを向上さ
せる。

【００３６】また、本発明の表示パネルでは、主として
（図１２）に示すように光抜けが発生する箇所に遮光膜
１２１を形成している。具体的にはＴＮ液晶表示パネル
で対向電極２３上に形成していたＢＭをアレイ基板２２
上に形成した構成である。この構成により、光抜けはな
くなる。また、対向電極２３上にＢＭを形成しないの
で、アレイ基板２２と対向基板２１間に液晶と未硬化の
樹脂を混合させた液（以後、混合液と呼ぶ）を注入し、
その後紫外線を照射して、樹脂を硬化させ、液晶と樹脂
とを相分離させる際、紫外線は遮光されない。したがっ
て、液晶層２４内に未重合の樹脂成分が発生せず、経時
変化に安定な液晶表示パネルを作製できる。

【００３７】本発明の表示パネルは、主として（図３
３）に示すようにアレイ基板２２と対向基板２１との間
にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、画素電極１
１の周辺部に第１の遮光膜１５が形成され、また、画素
電極１１とソース信号線１４間位置と対面する対向基板
２３上に第２の遮光膜１２１（ＢＭ）が形成されてい
る。好ましくは、遮光膜１５および１２１はＰＤ液晶層
２４で変調する光を吸収する色素を含有させる。

【００３８】ソース信号線１４は金属薄膜で形成されて
いるため、紫外線を透過しない。液晶と樹脂とを重合さ
せるとき、紫外線が照射されない箇所は未重合で残り安
定性が悪くなる。画素電極１１とソース信号線１４間は
横電界による光抜けが発生する。そこで、ソース信号線
１４に対向する対向電極２３上にはＢＭを形成しない。
しかし、画素電極１１と信号線間に対向する対向電極上
にはＢＭ１２１を形成する。また、対向基板２１とアレ
イ基板２２との貼りあわせずれによる影響を防止するた
め、画素電極１１の周辺部には遮光膜１５を形成して貼
りあわせずれが多少生じても光もれが発生しないように
する。

【００３９】以上のように構成すれば、液晶層２４内で
未重合で残る樹脂成分がなくなり、パネルの安定性（経
時変化）が良好になる。また、画素電極１１周辺部の光
抜けはなくなり表示コントラストも良好となる。その
上、対向基板２１とアレイ基板２２との貼り合わせがラ
フでもよいという製造上の利点もある。

【００４０】本発明の表示パネルは、主として（図５
６）に示すようにマトリックス状に配置された画素電極
１１が形成されたアレイ基板２２と、対向基板２１との
間にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、かつ、ゲ
ート信号線１３とソース信号線１４上のうち少なくとも
一方に、前記ＰＤ液晶層２４の比誘電率よりも低い誘電
率材料で形成された誘電体柱５６２と、前記誘電体柱５
６２上もしくは前記誘電体柱５６２と相対面する対向電
極２３上に形成されたＢＭ５６１とを具備するものであ
る。

【００４１】誘電体柱５６２はソース信号線１４等から
発生する電気力線を防止し、また、隣接した画素電極１
１間で電磁的結合を生じるのを防止するため、横電界が
なくなり、画素電極１１の周辺部からの光抜けがなくな
る。また、誘電体柱は液晶層２４の膜厚を一定に保つス
ペーサとして機能する。さらにＢＭ５６１は遮光効果を
示す。

【００４２】本発明の表示パネルは、主として（図５
７）に示すようにマトリックス状に配置された画素電極
１１が形成されたアレイ基板２２と、対向基板２１との
間にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、かつ、ゲ
ート信号線１３とソース信号線１４上のうち少なくとも
一方に、絶縁材料で形成された絶縁柱５７１とを具備
し、前記絶縁柱５７１は、ＰＤ液晶層２４で変調する光
を吸収する色素を含有しているものである。

【００４３】絶縁柱５７１は液晶層２４を一定の膜厚と
して保つスペーサとして機能する。また、液晶層２４内
で発生するハレーションを防止することから表示コント
ラストを良好に保つ。

【００４４】本発明の表示パネルは、主として（図６
１）に示すようにマトリックス状に配置された反射電極
１８２が形成されたアレイ基板２２と、対向基板２１と
の間にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、前記反
射電極１８２上に形成されたカラーフィルタ６１２と、
前記対向基板２１上に形成された誘電体薄膜６１１とを
具備し、前記誘電体薄膜６１１は反射電極１８２に対応
してパターニングされているものである。

【００４５】誘電体薄膜６１１はＴｉＯ₂またはＳｉＯ
からなり、紫外線を吸収する。そのため液晶表示パネル
の製造時、紫外線を照射して液晶層２４のポリマー成分
を重合させる際、各画素ごとに紫外線の照射量を異なら
せることができる。紫外線の照射量（強度）が異なれば
水滴状液晶３１の平均粒子径が異なって形成される。強
度が弱いと大きく、強いと小さくなる。平均粒子径と入
射光の波長に対する散乱特性とは相関がある。短波長ほ
ど平均粒子径が小さい方が散乱特性が良好となり、長波
長ほど平均粒子径が大きいほど良好となる。本発明の表
示パネルではカラーフィルタの色にあわせて平均粒子径
を最適に形成しているため表示コントラストはすこぶる
良好である。

【００４６】本発明の表示パネルは、主として（図５
７）に示すようにマトリックス状に配置された透過型の
画素電極１１が形成されたアレイ基板２２と、対向基板
２１との間にＰＤ液晶層２４を挟持させたものであり、
前記画素電極１１または対向電極２３に形成されたカラ
ーフィルタ６１２と、カラーフィルタ６１２が形成され
ていない方の電極に形成された誘電体薄膜６１１とを具
備し、前記誘電体薄膜６１１は画素電極に対応してパタ
ーニングされているものである。

【００４７】誘電体薄膜６１１はＴｉＯ₂またはＳｉＯ
からなり、紫外線を吸収する。そのため液晶表示パネル
の製造時、紫外線を照射して液晶層２４のポリマー成分
を重合させる際、各画素ごとに紫外線の照射量を異なら
せることができる。紫外線の照射量（強度）が異なれば
水滴状液晶３１の平均粒子径が異なって形成される。強
度が弱いと大きく、強いと小さくなる。平均粒子径と入
射光の波長に対する散乱特性とは相関がある。短波長ほ
ど平均粒子径が小さい方が散乱特性が良好となり、長波
長ほど平均粒子径が大きいほど良好となる。本発明の表
示パネルではカラーフィルタの色にあわせて平均粒子径
を最適に形成しているため表示コントラストはすこぶる
良好である。

【００４８】なお、誘電体薄膜６１１は、可視光よりも
紫外線を吸収し、前記誘電体薄膜６１１は、カラーフィ
ルタ６１２の色に対応して膜厚が規定されている。ま
た、ＰＤ液晶の液晶の平均粒子径またはポリマーネット
ワークの平均孔径が、カラーフィルタ６１２の色に対応
して所定の径に形成されている。

【００４９】なお、本発明の表示パネルにおいて、ＴＦ
Ｔ１２上には液晶層内で散乱した光がＴＦＴ１２に入射
し、前記ＴＦＴ１２にホトコンダクタ現象が発生するの
を防止するために、好ましくは遮光膜を形成する。ま
た、ＰＤ液晶層の膜厚は５μｍ以上２５μｍ以下であ
り、かつ、ＰＤ液晶層の水滴状液晶３１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０．５μｍ以
上３μｍ以下にする。

【００５０】以上のように本発明の表示パネルは画素電
極の周辺部の光抜けを防止し、また、最適な散乱特性を
確保し、表示コントラストを良好にするものである。

【００５１】本発明の表示装置は、（図３２）に示すよ
うに主としてビデオカメラ等のビューファインダとして
用いるものである。光発生手段としての豆球状の発光ラ
ンプ２５１と、前記ランプ２５１から放射される光を略
平行光に変換する集光手段としての平凸レンズ２５３
と、前記平凸レンズ２５３からの出射光を変調する本発
明の表示パネル２５４と、前記表示パネル２５４の光学
像を拡大し、かつ拡大した光学像を観察者に見えるよう
にする拡大レンズ２５６とを具備するものである。ま
た、ランプ２５１から放射された前記平凸レンズ２５３
の有効領域に入射し、表示パネル２５４を直進する光が
観察者の瞳に到達するようしている。

【００５２】好ましくは、平凸レンズ２５３の平面部を
ランプ側に向けて配置する。

【００５３】本発明のビューファインダでは光源の大き
さが小さくてすむため、光源の消費電力が従来の蛍光管
などを用いた面発光方式に比較して小さくなる。また、
ビューファインダ全体を小型化することが可能である。
また、偏光板７１を用いずに構成すれば、これにより光
利用率は高くなるので消費電力はさらに低減させること
ができる。

【００５４】本発明の表示装置はプロジェクションテレ
ビ等の投写型表示装置であり、光発生手段としてのメタ
ルハライドランプ等の放電ランプと、本発明の表示パネ
ルと、前記表示パネルで変調された光を投写する投写手
段としての投写レンズ等を具備するものである。

【００５５】本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て構成したものであ
る。メタルハライドランプなどの光発生源と前記光発生
源が放射する光を表示パネルに導くレンズ等の光学系お
よび表示パネルで変調された光を投映する投写レンズ系
を具備している。

【００５６】本発明の表示装置は先の光発生手段として
のメタルハライドランプ等の放電ランプと、本発明の表
示パネルと、前記表示パネルで変調された光を投写する
投写手段としての投写レンズ等を具備する表示装置に、
さらに加えて、前記光発生源が発生する白色光をダイク
ロイックミラーあるいはダイクロイックプリズムを用い
て、Ｂ光、Ｒ光およびＧ光の３原色の光路に分離する色
分離光学系を具備し、それぞれの光路に本発明の表示パ
ネルがライトバルブとして配置されている。３つの表示
パネルで変調された光学像は投写レンズを用いてスクリ
ーン上で重ね合わされカラー画像が表示される。

【００５７】上記本発明の表示装置において光学像を拡
大投影する投写レンズのＦ値は５以上であり、前記投写
レンズの光集光角と、表示パネルに入射する光の広がり
角は略一致させることが好ましい。

【００５８】本発明の表示装置は、（図２２）に示すよ
うに本発明の反射型の表示パネルを用いて構成すること
もできる。その場合は光発生手段としてのメタルハライ
ドランプ等の放電ランプ２０１ａと、放電ランプ２０１
ａから放射される光を反射して、赤色、緑色、青色の光
路に分離する誘電体多層膜からなる光反射面を有する光
反射素子２２３と、前記光反射素子２２３で反射した光
を変調する本発明の反射型の表示パネルと、前記表示パ
ネルで変調された光を拡大投映する投写レンズ２２１と
で構成する。

【００５９】ＰＤ液晶表示パネルが反射型であるので、
２枚あるいは３枚の光反射素子（具体的にはダイクロイ
ックミラー）で色合成分離系を構成できる。したがっ
て、光学系を大幅に小型化でき、また、コストも安くす
ることができる。また、反射型のＰＤ液晶表示パネル
は、画素開口率も高いので高輝度表示を行うことができ
る。その上、ＰＤ液晶表示パネルの裏面には障害物がな
いのでパネル冷却が容易である。たとえば、裏面からの
強制空冷、液冷を容易に行え、また、裏面にヒートシン
ク等も取り付けることができる。

【００６０】本発明の表示装置は、放電ランプを有する
光発生手段と、前記光発生手段から放射される光を複数
の波長の光路に分離する第１のダイクイックミラーまた
はダイクロイックプリズムと、前記分離された複数の光
路に配置された本発明の表示パネルと、前記複数の表示
パネルで変調された光を一つの光路に合成する第２のダ
イクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムと、
前記合成された光路の光を拡大投映する投写レンズとを
具備するものである。また、表示パネルの偏光軸は、Ｐ
偏光軸と略一致させている。

【００６１】この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α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。そこで、本発明の表示装置
では偏光板の偏光軸と帯域の狭い偏光に一致させること
により、先鋭な色分離特性が得られるように構成してい
る。そのため、投写画像の色相はよいものが得られる。

【００６２】本発明の表示装置は、（図２３）で示すよ
うに赤色光、緑色光、青色光の３原色を含む光を放射す
る光発生手段２０１と、前記光発生手段２０１から放射
される光を複数の波長帯域の光路に分離するダイクロイ
ックプリズム２３４と、前記ダイクロイックプリズムに
接着された本発明の表示パネル２２６と、前記表示パネ
ル２２６で変調された光を投映する投写レンズ２２１と
を具備するものである。

【００６３】また、光路ごとに前記表示パネル２２６が
配置され、表示パネル２２６は前記光路の光を変調し、
前記ダイクロイックプリズム２３４の無効面に光吸収膜
２４１を形成している。

【００６４】上記本発明の表示装置では、色分離色合成
を行なうダイクロイックプリズム２３４とＰＤ液晶パネ
ル２２６を接着し、かつ、前記ダイクロイックプリズム
２３４の無効面（入射光および出射光の経路とならない
面および領域）に光吸収膜２４１を形成している。した
がって、ＰＤ液晶パネル２２６で散乱した光が再び液晶
層にもどり２次散乱が発生することがないため、表示コ
ントラストを向上でき、かつ、システムサイズの超小型
化を実現できる。

【００６５】本発明の表示装置は、主として（図２５）
に示すように発光体を有する光発生手段２０６と、本発
明の表示パネル２０４と、前記表示パネル２０４で変調
された光を拡大投映する投写レンズ２５１と、前記表示
パネル２０４の光入射側に配置される第１の絞り手段２
５６と、前記表示パネル２０４の光出射側に配置される
第２の絞り手段２５８と、複数の入力部収束レンズ２５
９を二次元状に配列してなる入力部収束レンズアレイ２
５４と、前記複数の入力部収束レンズ２５９と同数で対
を成す複数の中央部収束レンズ２６０を二次元状に配列
してなる中央部収束レンズアレイ２５５と、出力部収束
レンズ２５７とを具備する。

【００６６】前記光発生手段２０６から出射する光は、
前記入力部収束レンズアレイ２５４、中央部収束レンズ
アレイ２５５、出力部収束レンズ２５７を介して前記表
示パネル２０４に入射し、前記第１の絞り手段２５６は
主として前記二次発光体の有効領域を通過する光を選択
的に通過せしめる開口形状を有する。

【００６７】また、前記入力部収束レンズ２５４の各々
は対応する前記中央部収束レンズ２５５の各々の主平面
近傍に複数の二次発光体を形成し、前記中央部収束レン
ズ２５５の各々は前記出力部収束レンズ２５７と相まっ
て対応する前記入力部収束レンズ２５４の各々の主平面
近傍の物体の像の各々を重畳形態として前記表示パネル
２０４の有効表示領域近傍に形成し、前記出力部収束レ
ンズ２５７は前記複数の二次発光体から出射する光を前
記投写手段２５１に有効に到達せしめる。

【００６８】また、前記第１の絞り手段２５６は前記複
数の二次発光体の近傍に配置し、前記第１の絞り手段２
５６と前記第２の絞り手段２５８とは略共役の関係であ
り、前記第１の絞り手段２５６は前記二次発光体の略有
効領域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を
有し、前記第２の絞り手段２５８は前記表示パネルの光
変調層が光透過状態において、前記第１の絞り２５６を
通過した光を選択的に通過せしめる開口形状を有してい
る。

【００６９】好ましくは、第１の絞り手段２５６と第２
の絞り手段２５８の各々は、互いの共役比を倍率とする
略相似形状の開口を有するようにする。

【００７０】また、本発明の表示装置は、離散的に複数
の二次発光体を形成してＰＤ液晶表示パネル２０４を照
明する。したがって、最大集光角の大きな投写レンズ２
５１を用いたとしても、離散的に複数の開口を有する絞
りを備えることで、ＰＤ液晶表示パネル２０４から出射
する光に対して必要最小限の開口を提供できる。その結
果、明るくコントラストの高い投写画像を得ることがで
きる。

【００７１】また、好ましくは、入力部収束レンズ２５
４および中央部収束レンズ２５５の外形は、表示パネル
２０４の有効表示領域の形状と、略相似形状にする。

【００７２】なお、本発明の表示装置において、赤色光
を変調する表示パネルの表示パネルの光変調層の膜厚
が、他の表示パネルの光変調層の膜厚よりも厚くするこ
とが好ましい。

【００７３】まず、本発明の表示パネルおよび表示装置
の作用を説明する前に（図３６）を用いてＰ偏光とＳ偏
光等を定義しておく。Ｐ偏光とは、ダイクロイックミラ
ー２６４等の光源素子の平面の法線２６２（ダイクロイ
ックプリズムの場合は光分離面２６６（干渉膜が形成さ
れた面）の法線）と入射光線２６１の進行方向を含む面
上で振動する光２６７を言う。なお、前記「光線の進行
方向を含む面」をＰ偏光面２６８と呼び、前記面上かつ
前記光線進行方向に垂直な軸をＰ偏光軸２６５とよぶ。
また、Ｓ偏光とは前記Ｐ偏光の振動方向２６３と垂直な
方向に振動する光を言い、前記Ｓ偏光が振動する面をＳ
偏光面と呼び、前記面上かつ前記光線の進行方向に垂直
な軸をＳ偏光軸とよぶ。したがって、Ｐ偏光軸とＳ偏光
軸とは直交する。

【００７４】色分離手段と色合成手段として、主にダイ
クロイックプリズムもしくはダイクロイックミラーが用
いられる。本発明の投写型表示装置では前記どちらの素
子を用いてもよいが、説明を容易にするため、主として
ダイクロイックミラーを例にあげて説明をする。

【００７５】ダイクロイックミラーで反射した光は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ミラーを透過する光はＰ偏光の
方がＳ偏光の帯域より広くなる。

【００７６】ＰＤ液晶表示パネルで画像を表示した際、
表示コントラストが悪くなる原因に、画素周辺部からの
光もれがある。これは信号線と画素電極間に発生する電
気力線に液晶分子が配向するために生じる。特に、（図
４２（ａ））に示すように白ウィンドウを表示した際に
顕著になる。白表示部の上部および下部の黒表示領域が
灰色表示となるからである（以後、この現象を黒浮きと
呼ぶ）。輝度分布は（図４２（ｂ））に示すようにな
る。ｂ−ｂ’線の部分は黒浮きは生じず、原理的には画
面上部から画面下部まで輝度Ｂ₁で一定である。しか
し、ａ−ａ’線の部分は、輝度Ｂ₁の部分がＢ₂となる。
ＰＤ液晶表示パネルで自然画を表示すると白表示部の上
下に白線が表示される（以後、この現象を尾ひきと呼
ぶ）。この現象は画像表示品位を大幅に低下させる。

【００７７】前述黒浮きを防止するためにはＢＭ２７１
を形成すればよい。しかし（図３９）に示すＴＮ液晶表
示パネルの如く、対向電極２３上にＢＭ２７１を形成す
ることは好ましくない。ＰＤ液晶表示パネルの製造する
際、未硬化の紫外線硬化樹脂と液晶とを混合させたもの
（混合溶液）を対向電極２３と画素電極１１間に注入
し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、樹脂成分と液晶
成分とを相分離させるためである。紫外線は対向基板側
より照射する。ＢＭ２７１が形成されていると、ＢＭ２
７１下の樹脂成分は硬化せず、液晶と樹脂成分とが相分
離しない。したがって、表示パネルは安定性が悪く、経
時変化の大きくなり、実質上ライトバルブとして用いる
ことが困難である。

【００７８】また、ＢＭ２７１が対向電極２３上に形成
されている場合、対向基板２１とアレイ基板２２との貼
り合わせ精度も重要になる。貼り合わせの際ずれるとＢ
Ｍ２７１の端から光もれが生じる。通常ＢＭ２７１幅は
貼り合わせ精度を考慮して、ＢＭ２７１の幅を太く形成
している。一般的には貼り合わせ精度は５μｍ〜１０μ
ｍである。ＢＭ２７１を太くすれば、それだけ、画素開
口率が低下する。したがって、表示輝度は低くなる。

【００７９】本発明の表示パネルは主として画素電極１
１側にＢＭとして機能する遮光膜１５もしくはそれに類
似する構成物を形成する。対向電極２３側には通常、Ｂ
Ｍは形成しない。したがって、製造時、対向電極２１側
から紫外線を照射すれば、未硬化の樹脂成分が生じず、
経時変化が生じない。ＢＭを画素電極１１側に形成すれ
ば、対向基板２１とアレイ基板２２の貼り合わせ精度を
考慮することが必要なくなる。

【００８０】主として光もれが生じるのは電気力線が対
向電極に対し垂直となる箇所である。前記箇所は、信号
線上と、前記信号線と近接する画素電極１１周辺部であ
る。信号線は金属薄膜で形成されているから、入射光は
透過しない。したがって、画素電極１１周辺部等を遮光
すればよい。以上のように画素電極１１周辺部等に遮光
膜１５等を形成することにより光もれを防止できるの
は、ＰＤ液晶特有の性質を用いた作用である。

【００８１】画素電極１１周辺部等に形成する遮光膜１
１等を光吸収膜にすれば、表示コントラストを向上でき
る。ＰＤ液晶表示パネルは散乱状態のときの出射光を極
力少なくすればコントラストは向上する。散乱状態の
時、液晶層内で光はランダムに反射している。前記光を
光吸収膜で吸収すれば、出射光を少なくできるし、又、
ハレーションにより隣接画素に光もれが生じるのも防止
できる。

【００８２】遮光膜１５等を形成すれば、遮光膜１５に
より画素開口率は低下する。しかし、アレイ基板の構成
を前段ゲート方式で形成すれば、低下する割合は小さく
なる。前段ゲート方式はゲート信号線と画素電極間に付
加容量を形成し電荷を蓄積する。そのため、一定のゲー
ト信号線幅が必要である。本発明では画素周辺部の光も
れが生じる箇所にも付加容量を形成する。付加容量の電
極の一方はゲート信号線であり、前記信号線は金属薄膜
で形成されているから遮光膜となる。光もれが生じる箇
所は付加容量４４を形成すれば、前記箇所に形成された
付加容量分だけ、ゲート信号線１３幅は細くすることが
できる。前段ゲート方式を採用することによりゲート信
号線１３から発生する電気力線をシールドする効果もあ
る。

【００８３】ソース信号線１４から発生する電気力線を
シールドすれば、画素電極１１周辺部の光抜けを低減で
きる。ソース信号線１４と画素電極１１間の電磁結合を
防止できるからである。シールドするにはソース信号線
１４上に低誘電体膜を形成すればよい。低誘電体膜１８
５とは液晶層２４の比誘電率よりも低い誘電体材料から
なる膜である。

【００８４】誘電率が低い材料中は、電気力線が通過し
にくい。つまり、電圧降下が大きい。したがって、液晶
中におよび電気力線数は減少し、光抜けは発生しない。
低誘電体膜１８５の膜厚は厚いほど光抜けを防止する効
果が大きい。なお、低誘電体膜１８５は、対向電極２３
とソース信号線１４間を完全に充填する構造（低誘電体
柱５６２あるいは遮光柱５７１）であってもよい。ま
た、画素電極１１の外周部を大きく被覆する方が光抜け
を防止できる。

【００８５】（図５）に示すように画素電極１１には画
素電極１１上の液晶分子５１を配向させる電圧が印加さ
れ、ソース信号線１４等にはＴＦＴ１２への信号電圧が
印加されている。したがって、画素電極１１とソース信
号線１４等間に電位差が生じる。つまり、電気力線５２
が発生する。このような液晶層２４内を基板２２と平行
に発生する電界を横電界と呼ぶ。

【００８６】液晶分子５１は電気力線５２の強度が所定
値以上の時、電気力線５２に沿って配向する。したがっ
て（図８（ｂ））に示すように液晶分子５２はａａ’方
向に配向をする。なお、ａａ’方向とは液晶表示パネル
において行方向（水平走査線方向＝ゲート信号線の形成
方向）であり、ｂｂ’方向とは列方向（ソース信号線の
形成方向＝垂直方向）とする。

【００８７】また、（図６（ａ））に示すように、正の
誘電率をもつ液晶分子は分子の長軸方向の屈折率はｎ_e
であり、短軸方向の屈折率はｎ_oである。また、ｎ_e＞ｎ
_oなる関係がある。ポリマー３２の屈折率ｎ_pとｎ_oとは
略一致させている。今、（図６（ｂ））に示すように液
晶分子５１の長軸がａａ’方向に配向しているとする。
すると、光の成分のうちｂｂ’方向はｎ_o≒ｎ_pとなるか
ら、入射光はほぼそのまま透過する。ａａ’方向は液晶
分子の屈折率はｎ_eでポリマーの屈折率はｎ_pであるか
ら、ｎ_p≠ｎ_eである。したがって、入射光は散乱する。

【００８８】以上のことから、ｂｂ’方向の光は透過
し、ａａ’方向の光は散乱する。つまり、横電解が発生
し、液晶分子が配向すれば理論上は５０％の光が透過す
る。実際は、液晶分子５１は横電界５２に完全に配向す
るものではないから、それよりはかなり小さくなる。い
ずれにせよ、横電界が発生した箇所に入射した光は偏光
依存性をもって出射される。

【００８９】以上のことより、横電界が発生している箇
所において、ｂｂ’方向の偏光は透過しやすく、ａａ’
方向の偏光は散乱されやすい。つまり、（図６（ｂ））
の状態において、ＰＤ液晶表示パネルの入射側と出射側
のうち少なくとも一方に偏光軸７３がａａ’方向の偏光
板を配置すれば、横電界による画素周辺部の光抜けを防
止することができる。したがって、表示コントラストを
向上できる。以上のように横電界の発生方向と一致させ
て、偏光を入射させるのが、本発明の表示パネルの一技
術的思想である。

【００９０】ＰＤ液晶表示パネルに偏光板７１等を配置
すれば、表示輝度は低くなる。しかし、ＴＮ液晶表示パ
ネルにおいて、逆チルトドメインによる光抜けを防止す
るためＢＭ２７１幅を太くし、画素開口率を低下させた
場合よりも、ＰＤ液晶表示パネルの方が画素開口率を高
くできる。これは、ＰＤ液晶表示パネルの光抜けは横電
界が発生した箇所のみに生じるのに対し、ＴＮ液晶表示
パネルでは横電界が発生した箇所およびさらに画素中心
側に逆チルトドメインが発生し、光抜けが生じるからで
ある。

【００９１】また、ＰＤ液晶表示パネルは、ＴＮ液晶表
示パネルのようにラビングという処理が必要でないから
パネル製造が容易というメリットもある。ＴＮ液晶表示
パネルのような非配向による不良が発生しない。本発明
ではソース信号線上に低誘電体膜１８５等を形成し、ソ
ース信号線１４から発生する電界をシールドする表示パ
ネルの発明を開示している。この技術的思想はＴＮ液晶
表示パネルでは実現不可能であろう。その理由は低誘電
体膜１８５等の段差により配向処理が良好に行なうこと
ができないからである。

【００９２】また、（解決しようとする課題）でも説明
したが、カラーフィルタが形成されているとき、カラー
フィルタにより偏光状態がくずれるという現象がＴＮ液
晶表示パネルではある。ＰＤ液晶表示パネルは元来、偏
光により光変調を行うものではないからカラーフィルタ
による偏光状態の変化は問題とならない。

【００９３】Ｐ偏光およびＳ偏光の取扱いも重要であ
る。ダイクロイックミラー等で反射する光はＰ偏光の方
がＳ偏光より狭い（狭帯域）。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）およ
び青（Ｂ）光を変調する３枚の液晶表示パネルを用いて
カラー表示を行なう場合、各液晶表示パネルに入射する
光の帯域が重ならないようにする必要がある。そのため
Ｐ偏光とＳ偏光のうち狭い帯域を利用する必要がある。
本発明の表示パネルにおいて偏光板を用いる場合、前記
偏光板の偏光軸を狭帯域の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）
に一致させている。

【００９４】入射光の波長と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との関係は相関が
ある。入射光が長波長になるにしたがい、前記平均粒子
径は大きくする必要がある。このことは、液晶表示パネ
ルにカラーフィルタが形成されている時に特に重要であ
る。つまり、画素ごとに前記平均粒子径を最適な径にす
る必要があるからである。

【００９５】誘電体薄膜６１１を構成するＴｉＯ₂また
はＳｉＯはＵＶ光を吸収する。一方、混合溶液にＵＶ光
を照射したとき、単位時間あたりのエネルギーが大きい
と水滴状液晶の平均粒子径は小さくなり、エネルギーが
小さいと平均粒子径は大きくなる。また、平均粒子径が
小さいと透過状態にするために要する駆動電圧は高くな
る。逆に平均粒子径が大きいと駆動電圧は低くなる。こ
のことは、水滴状液晶の平均粒子径をポリマーネットワ
ークの平均孔径におきかえても同様である。作製時、照
射するＵＶ光の強度により、液晶層が透過状態となる電
圧を変化できる。

【００９６】液晶表示パネルが変調する光が長波長（た
とえば赤色光）の場合、良好なコントラストを得るため
には水滴状液晶の平均粒子径は大きい方がよい。光が短
波長（たとえば、青色光）の場合、良好なコントラスト
を得るためには、平均粒子径は小さい方がよい。誘電体
薄膜６１１はＵＶ光を吸収し、その膜厚により吸収割合
を可変できる。したがって、（図５７）等に示すように
液晶表示パネルが画素ごとに変調する光の波長に応じ
て、異なる膜厚の誘電体薄膜６１１を形成した対向基板
２１を用い、ＵＶ光は一定強度で照射すれば、画素ごと
に所望の特性のＰＤ液晶表示パネルを得ることができ
る。

【００９７】本発明の投写型表示装置では本発明の表示
パネルをライトバルブとして用いるため、高輝度、高コ
ントラスト表示を実現している。また、色分離合成とし
てＸ字のダイクロイックプリズム２３４を用いる場合、
（図２４）に示すように無効領域に光吸収膜２４１を形
成すればＰＤ液晶表示パネルで散乱した光を前記光吸収
膜２４１で吸収するため表示コントラストを向上でき
る。

【００９８】好ましくは、（図２５）に示すように本発
明の投写型表示装置において照明光側２０６および投写
レンズ２５１側に絞りを配置し、前記２つの絞りを共役
の関係とする。加えて２つの絞りの開口を共役比に応じ
た相似形状とする。これにより、表示パネル２０４の表
示領域上の全領域について、絞りは照明光の照射角と投
写レンズ２５１の集光角を一致させるように機能する。
すなわち、照明光の有効Ｆナンバーと投写レンズ２５１
の有効Ｆナンバーを整合できる。

【００９９】投写レンズ２５１側の絞り２５８は、表示
パネル２０４から出射する有効な光について、必要最小
限の開口を提供できる。従って、ライトバルブとしてＰ
Ｄ液晶表示パネルを用いた場合に、光損失を抑制してよ
り高いコントラストを得る。同時に、投写レンズ２５８
内の不要反射により生じる迷光をできるだけ多く遮るこ
とができ、コントラストの高い表示画像を得る。

【０１００】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の液晶表
示パネルは、マトリックス状に配置された第１の画素電
極及び第２の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、前記第１の基板と第２
の基板との間に挟持された液晶層と、前記第１の画素電
極と積層状態で形成された第１のカラーフィルタと、前
記第１の画素電極に隣接して配置された前記第２の画素
電極と積層状態で形成された第２のカラーフィルタとを
具備し、前記隣接した第１の画素電極と第２の画素電極
との間で、前記第１のカラーフィルタと第２のカラーフ
ィルタとが重ねられ、前記カラーフィルタの比誘電率
は、前記液晶層の比誘電率よりも低いことを特徴とす
る。 また、本発明の請求項２に記載の液晶表示パネル
は、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
記第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層
と、前記液晶層の膜厚と略一致し、前記液晶層の膜厚を
規定する誘電体柱とを具備し、前記誘電体柱の比誘電率
は、前記液晶層の比誘電率よりも低く、前記誘電体柱
は、前記液晶層で変調する光を吸収する色素または染料
を含有することを特徴とする。 また、本発明の請求項３
に記載の液晶表示パネルは、マトリックス状に配置され
た第１の画素電極及び第２の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、前記第
１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層と、前
記第１の画素電極と積層状態で形成された第１のカラー
フィルタと、前記第１の画素電極に隣接して配置された
前記第２の画素電極と積層状態で形成された第２のカラ
ーフィルタと、ソース信号線に映像信号を印加するソー
スドライバ回路とを具備し、前記ソースドライバ回路は
隣接した前記ソース信号線に逆極性の映像信号を印加
し、前記隣接した第１の画素電極と第２の画素電極との
間で、前記第１のカラーフィルタと第２のカラーフィル
タとが重ねられ、前記カラーフィルタの比誘電率は、前
記液晶層の比誘電率よりも低いことを特徴とする。 ま
た、本発明の請求項４に記載の液晶表示パネルは、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、 前記第１の
基板と第２の基板との間に挟持された液晶層と、前記液
晶層の膜厚と略一致し、前記液晶層の膜厚を規定する誘
電体柱と、ソース信号線に映像信号を印加するソースド
ライバ回路とを具備し、前記ソースドライバ回路は隣接
した前記ソース信号線に逆極性の映像信号を印加し、前
記誘電体柱の比誘電率は、前記液晶層の比誘電率よりも
低く、前記誘電体柱は、液晶層で変調する光を吸収する
色素または染料を含有することを特徴とする。 また、本
発明の請求項５に記載の投写型表示装置は、光発生手段
と、請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示
パネルと、前記液晶表示パネルで変調された光を投写す
る投写手段とを具備することを特徴とする。 また、本発
明の請求項６に記載のビューファインダは、光発生手段
と、前記光発生手段からの出射光を変調する請求項１か
ら請求項４のいずれかに記載の液晶表示パネルと、前記
液晶表示パネルの光学像を拡大し、かつ拡大した光学像
を観察者に見えるようにする拡大表示手段とを具備する
ことを特徴とする。 （実施例） 以下、（図１）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。なお、（図１）に示す平面図は、表
示パネルの対向基板２１を取り除いた時のアレイ基板２
２の平面図を示している。また、以下に示す各図面は理
解を容易にするために、モデル図的に描き、説明に不要
な箇所は省略している。また、（図２（ａ））は（図
１）のＡ−Ａ’線での断面図、（図２（ｂ））は（図
１）のＢ−Ｂ’線での断面図である。

【０１０１】本発明の表示パネルの等価回路図を（図
４）に示す。Ｓ₁〜Ｓ_nはソース信号線１４であり、ま
た、Ｇ₁〜Ｇ_mはゲート信号線１３である。ソース信号線
１４とゲート信号線１３との交点にはスイッチング素子
としてのＴＦＴ１２が形成されており、前記ＴＦＴ１２
の一端子はゲート信号線１３に、また、他の一端子はソ
ース信号線１４に、残る一端子は表示画素である画素電
極１１に接続されている。また、前記端子には液晶層２
４の電荷だけでは１フィールド間に必要な電荷を蓄積す
ることができないため画素電極１１とゲート信号線１３
間に付加容量４４を形成している。なお、図４の点線で
囲った領域が一画素４３である。

【０１０２】ゲートドライブ回路４１は、ゲート信号線
１３にＴＦＴ１２をオン電圧あるいはオフ電圧を出力
し、ＴＦＴ１２のオンオフ状態を制御する。一方、ソー
スドライブ回路４２はソース信号線１４にサンプリング
した映像信号を出力する。

【０１０３】（図１）に示すようにガラス基板２２上に
はソース信号線１４、ゲート信号線１３が形成されてい
る。ソース信号線１４とゲート信号線１３との交点には
ＴＦＴ１２が形成されている。

【０１０４】また、対向基板２１上にはＩＴＯからなる
対向電極２３が形成されている。前記対向電極２３上に
はＢＭ等、遮光機能を有する構成物は形成していない。
これは、ＰＤ液晶表示パネルを製造する際、樹脂成分の
未重合領域が発生することを防止するためである。ま
た、対向基板２１とアレイ基板２２とを貼り合わせる
際、位置合わせが必要でなくなるという効果もでる。も
ちろん、対向基板２１に形成するのがＩＴＯ膜２３だけ
であれば製造コストも低減できる。

【０１０５】対向電極２３側にＢＭを形成すれば、未硬
化の紫外線硬化樹脂と液晶の混合物を注入し、紫外線照
射により相分離させる際、ＢＭ下の樹脂が未硬化となっ
てしまう。したがって、経時変化に対する安定性がわる
い。

【０１０６】本発明の表示パネルの構成ではＢＭとして
の遮光膜１５を画素電極１１上に形成しているから、経
時変化に対する安定性および貼り合わせ装置の省設備化
により低コスト化が望める。なお、遮光膜１５は画素電
極１１上に形成しても、画素電極１１の下に形成しても
良い。さらには、画素電極１１と絶縁膜を介して接して
形成しても良い。また、画素電極１１とオーバーラップ
して形成しても良い。以上のことは、本発明の表示パネ
ルに関して共通事項である。

【０１０７】本発明のＰＤ液晶層２４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。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
ノビフェニル系もしくはクロル系のネマティック液晶が
好ましい。中でも、クロル系の液晶は耐光性等が良好で
最も好ましい。

【０１０８】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。中でも、フ
ッ素系の樹脂が好ましい。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】この紫外線硬化性化合物中に液晶材料を均
一に溶解させた液状ないしは粘稠物を２枚の基板間に注
入させた後に、紫外線照射を行って紫外線硬化性化合物
のみを硬化させ、その際に液晶材料のみ相分離してＰＤ
液晶層２４が形成される。

【０１１３】ＰＤ液晶層２４中の液晶材料の割合はここ
で規定してないが、一般には２０重量％〜９０重量％程
度が良く、好ましくは５０重量％〜８０重量％程度が良
い。２０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、屈折
率変化の効果が乏しい。また９０重量％以上となるとポ
リマー３２と液晶３１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液晶層の散乱性能が低下
する。ＰＤ液晶層２４の構造は液晶比率によって変わ
り、略５０重量％以下では液晶滴は独立したドロップレ
ット状つまり水滴状液晶３１として存在し、５０重量％
以上となるとポリマー３２と液晶３１が互いに入り組ん
だ連続相となる。

【０１１４】一例として（表１）に示す材料および重量
比からなる混合溶液を用いる。前記混合溶液は対向基板
２１とアレイ基板２２間に加圧注入により注入される。
その後、５０℃の温度にパネルを加熱し、その状態で、
光源に超高圧水銀灯を用いて対向基板２１側から混合溶
液に紫外線（基板面での照射強度：３０ｍＷ／ｃｍ²）
を１５０秒照射し、ＰＤ液晶表示パネルを完成する。

【０１１５】

【表１】

【０１１６】遮光膜１５の形成材料としてはクロム（Ｃ
ｒ）が例示され、その膜厚は遮光効果を考慮して５００
オングストーム以上にする必要がある。遮光膜１５の幅
は、信号線１４に印加される電圧、液晶層２４の膜厚を
考慮して定めなければならない。対向電極２３と信号線
間距離が近いと、信号線１４等と画素電極１１間に発生
する電気力線数は相対的に少なくなる。また、画素電極
１１と信号線１４との間隔が広くても前記電気力線数は
相対的に少なくなる。ソース信号線１４に印加される信
号振幅が小さければ遮光膜１５の幅は狭くすることがで
きる。

【０１１７】遮光膜１５は金属薄膜に限定されない。遮
光膜１５を光吸収膜におきかえてもよい。光吸収膜を形
成する光吸収材料としては電気絶縁性が高く、液晶層２
４に悪影響を与えない材料であればよい。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。

【０１１８】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枚の表示パネルを用いる。それぞれの表
示パネルはＲ，Ｇ，Ｂの３色の光のうち１色を受け持ち
変調するものである。Ｒ光を変調する表示パネルの光吸
収膜としては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。

【０１１９】黒色色素は液晶層２４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か好ましい。

【０１２０】Ｒ光用、Ｂ光用およびＧ光用の３枚表示パ
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膜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光吸収膜を
形成すればよい。

【０１２１】光吸収膜を形成した効果として大きく２つ
あげられる。前記効果を（図３）を用いて説明をする。

【０１２２】第一の効果として表示コントラストの向上
がある。入射光Ａは水滴状液晶３１で散乱し、画素電極
１１に入射する。光吸収膜１５が形成されておれば、前
記光は吸収される。光吸収膜１５がなければ点線で示す
ようにアレイ基板２２に入射し、出射されるから、黒浮
きが生じ、表示コントラストは低下する。

【０１２３】第２の効果として、隣接画素への光のまわ
りこみの防止がある。入射光Ｂは水滴状液晶３１で反射
し、対向電極２３と画素電極１１間反射をくりかし、隣
接画素に入射する（点線で示す）。光吸収膜１５が形成
されておれば、光吸収膜で吸収され隣接画素へ光が入射
することがなくなる。したがって、画素のにじみが少な
くなる。なお、このように光吸収膜を形成した構造を光
吸収膜構造と呼ぶ。

【０１２４】アレイ基板２２と対向基板２１は所定間隔
あけて保持され、両基板の周辺部は封止樹脂（図示せ
ず）により封止される。所定間隔の保持は微小なビーズ
を用いて行なう。ビーズは液晶層２４の膜厚にあわせて
所定の直径のものを用いる。

【０１２５】好ましくは、ビーズは黒色のものを用い
る。透明ビーズは光を透過する。したがって、液晶層２
４に透明ビーズを用いた場合、液晶層２４が白濁状態で
あっても、透明ビーズの箇所には光抜けが生じる。光抜
けは表示コントラストを低下させる。黒色ビーズは液晶
層２４で変調する光（入射光）を吸収する。したがって
光抜けは発生せず、表示コントラストは良好に維持され
る。

【０１２６】なお、ビーズは黒色に限定されるものでは
ない。たとえば着色したものであってもよい。着色は液
晶層２４に入射する光の色と補色の関係があればよい。
たとえば入射光が青色の場合は黄色である。なお、この
ように黒色あるいは補色のビーズを用いる構成を補色ビ
ーズ構造と呼ぶ。

【０１２７】これらの事項は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等に好ましく、適応される
べきである。前記投写型表示装置は青色、緑色および赤
色を変調する３つの表示パネルを具備する。それぞれの
表示パネルは青色、緑色または赤色のうち一色を変調す
る。したがって、それぞれの表示パネルに用いるビーズ
が入射光に対して補色の関係にあればビーズを透過する
光は発生しない。

【０１２８】以上のビーズの着色の事項は本発明の他の
実施例における表示パネルにも適用される。また、後に
説明する投写型表示装置にも適用される。技術的思想は
共通事項だからである。

【０１２９】液晶層２４の膜厚は５〜２５μｍの範囲が
好ましく、さらには８〜２０μｍ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ない。逆
に厚いと高電圧駆動を行わなければならなくなり、ドラ
イブ回路４１、４２の設計などが困難となる。

【０１３０】なお、ＴＦＴ１２上には遮光膜を形成する
ことが好ましい。前記遮光膜はＴＦＴ１２上にＳ_iＯ₂、
Ｓ_iＮ_x等で絶縁膜を形成し、その上にクロム（Ｃｒ）な
どの金属薄膜を形成する構成、あるいはアクリル樹脂中
にカーボンなどを分散された有機薄膜を形成する構成等
が例示される。本発明の表示パネルでは後者の有機薄膜
を形成する構成を採用している。その他、先に説明をし
た光吸収膜１５と同一材料等を用いてもよい。なお、こ
のようにＴＦＴに遮光膜を形成する構成をＴＦＴ遮光構
造と呼ぶ。

【０１３１】以下、本発明の表示パネルの遮光膜１５の
効果について（図５）および（図９）を用いて説明をす
る。（図５）に示すように画素電極１１とソース信号線
１４等間に電位差があると電気力線５２（横電界）が発
生し、前記電界に沿って液晶分子５１が配向する。液晶
分子５１が一方向に配向するため画素電極１１周辺部で
光抜けが生じ、また、画素電極１１と信号線１４間は偏
光依存性が生じる。

【０１３２】なお、（図９）では説明を容易にするた
め、（図５）におけるａａ’方向の偏光を入射させたと
して説明をする。また、説明を容易にするために、対向
電極の電位を０（Ｖ）（図面ではＧとあらわす）とし、
前記対向電極の電位に対して正極性の電位を＋電圧（図
面では＋とあらわす）、前記対向電極の電位に対して負
極性の電位を−電圧（図面では−とあらわす）ものとす
る。

【０１３３】（図９）において、（ａ）（ｂ）（ｃ）は
液晶層２４内の電気力線発生状態を示し、（ｄ）（ｅ）
（ｆ）は横軸をアレイ基板２２の位置ｘとし、縦軸に透
過率Ｔとしている。つまり、透過光の分布を概念的に示
している。

【０１３４】（図９）の（ａ）（ｂ）（ｃ）は画素電極
１１に＋電圧が印加され、ソース信号線に−電圧が印加
された状態を示している。電気力線は、対向電極２３と
画素電極１１間（電気力線５２ａ）および画素電極１１
とソース信号線１４間（電気力線５２ｂ）が発生する。
このように、画素電極１１と信号線間に発生する電界を
横電界と呼んでいる。液晶分子５１は電気力線の強度
（電界強度）が所定値（液晶の立ち上がり電圧）以上の
とき前記電気力線５２に沿って配向する。電気力線５２
の方向が対向電極２３に垂直の時、前記電気力線に沿っ
て液晶分子が配向すれば、液晶層の見かけ上の屈折率は
常光屈折率ｎ_oとなる。ｎ_oとポリマー３２の屈折率ｎ_p
がｎ_o≒ｎ_pなる関係があるから、液晶層２４は透明状態
となる。一方、電気力線５２の方向が対向電極２３と平
行の時、前記電気力線５２に沿って液晶分子が配向すれ
ば、液晶層の見かけ上の屈折率ｎ_xは（ｎ_o＋ｎ_e）／２
となり、ｎ_x≠ｎ_pであるから、液晶層２４は散乱状態と
なる。

【０１３５】画素電極１１と信号線１４間の液晶層は横
電界５２により散乱状態となる。画素電極１１の周辺部
の電気力線５２の方向は対向電極２３に対して斜めとな
っているから、半透過状態となる。このことから透過光
Ｔの分布は（図９（ｄ））で示される。

【０１３６】（図９（ｂ））は画素電極１１の電位がＧ
電位の場合である。この場合、電気力線は信号線１４と
画素電極１１間の５２ｂのみが発生する。このような電
位状態が生じるのは、（図４２（ａ））の白表示部の上
下の表示領域の画素である。前記上下の表示領域画素は
黒表示であるから、対向電極２３と画素電極１１間に電
位差がない。しかし、ソース信号線１４には白表示部の
画素に印加する信号が加わるので、横電界により電気力
線５２ｂが発生する。したがって画素周辺部の液晶層２
４は半透過状態となり、光抜けが発生する。本発明の表
示パネルでは（図９（ｃ））に示すように、遮光膜１５
を画素電極周辺部に形成しているので、光抜けは発生せ
ず良好な黒表示を実現できる。

【０１３７】実験によれば画素電極周辺部の光抜けは大
きいが、画素電極１１と信号線１４間光抜けは比較的小
さい。したがって、ＰＤ液晶表示パネルに偏光板を配置
せずとも遮光膜１５の形式のみで実用上十分な場合が多
い。それよりは高輝度表示が要望されることが多い。

【０１３８】偏光板を用いる場合は、偏光板の偏光軸は
横電界の発生方向と一致させる。たとえば、ソース信号
線１４と画素電極１１間に横電界が発生している場合は
（図７）のように偏光板７１と表示パネル７２とを配置
する。（図７）および（図８）において実線矢印は表示
パネルの横電界発生方向、点線矢印は偏光板の偏光軸
（偏光方向）である。偏光板は（図７（ａ））のように
ＰＤ液晶表示パネルの光の入射側と出射側の両方に配置
してもよく、また（図７（ｂ）（ｃ））のように一方の
みでもよい。なお、コントラスト表示が良好なのは（図
７（ａ））であることは説明するまでもないが、偏光板
の透過率分だけ表示輝度が低下する。（図７）のいずれ
の方式を採用するかは、光利用率、コスト、表示コント
ラストを考慮してきめればよい。なお、このような偏光
板７１を用いる構成を偏光板構造と呼ぶ。

【０１３９】（図１）の本発明表示パネルでは前段ゲー
ト方式のため、ゲート信号線１３が画素電極１１により
シールドされて画素電極１１とゲート信号線１３間で横
電界の発生はほとんどない。しかし、隣接した画素電極
１１ａと画素電極１１ｃ間で電磁的結合が生じる場合が
ある。これを防止するため、（図１）の表示パネルでは
画素電極１１に印加する電圧を（図１７）で示すように
各画素列に同極性の信号を印加している。

【０１４０】（図１７）では画素電極１１に書き込み電
圧の大きさを考慮せずに対向電圧に対して正極性を＋、
負極性を−と表現している。現実にはラスター表示でも
ないかぎり、各画素に印加される電圧が同一ということ
はありえない。しかし、隣接した画素間ではほぼ同じレ
ベルの信号が印加されているため、ある任意の画素を中
心とし、その近傍の画素には同一のレベルの信号（電
圧）が書き込まれているとみなしてもさしつかえないこ
とが多い。つまり、隣接画素間で各画素に印加された電
圧の極性が一致しているならば、前記画素電極間では横
電界は発生しない。逆に各画素電極間で電圧の絶対値が
等しくともその極性が異なるならば横電界が発生する。

【０１４１】（図１７（ａ））はあるフィールドでの画
素電極に印加された信号の極性を示しており、（図１７
（ｂ））は次のフィールドでの画素電極に印加された信
号の極性を示す。つまり１つの画素に着目すれば、画素
電極にはフィールドごとに極性の異なる信号が印加され
ていることになる。以上のような１列ごとに極性が異な
るように液晶表示パネルを駆動する方式を１Ｖ反転駆動
と呼ぶ。逆に（図１６）のように一行ごとに極性が異な
るように液晶表示パネルを駆動する方式を１Ｈ反転駆動
と呼ぶ。

【０１４２】以上のように駆動を行えば、横電界の発生
方向はａａ’方向が主となる。したがって、偏光板７１
の偏光軸７３をａａ’方向にすれば光もれを良好に防止
でき、高コントラスト表示が行なえる。

【０１４３】ここで、本発明の表示パネルの駆動回路に
ついて簡単に説明しておこう。（図１４）は駆動回路の
説明図である。（図１４）において、１４１は入力され
たビデオ信号を表示パネルの電気光学的特性に適合する
ように信号の利得を調整するアンプである。アンプ１４
１は映像信号のペデスタルレベルおよび信号振幅が所定
値となるように増幅する。次に、利得調整されたビデオ
信号は位相分割回路１４２に入力される。位相分割回路
１４２は入力されたビデオ信号の正極性と負極性の２つ
のビデオ信号を出力する。

【０１４４】位相分割回路１４２から出力される２つの
正負のビデオ信号は、出力切り換え回路１４３に入力さ
れる。出力切り換え回路１４３は、１水平走査期間（１
Ｈ）または１垂直走査期間（１Ｖ）ごとに画素に印加す
る信号の極性を変化させるようにビデオ信号を出力し、
このビデオ信号をソースドライブ回路４２に出力する。
ソースドライブ回路４２はドライブ制御回路１４４から
の制御信号により、ビデオ信号のレベルシフトなどを行
い、ゲートドライブ回路４１と同期をとって表示パネル
７２に印加する。

【０１４５】出力切りかえ回路１４３が１Ｈごとに出力
信号の極性を切りかえれば（図１６）に示すように１Ｈ
反転駆動を実現できる。また、１Ｖごとに出力信号の極
性を切りかえ、かつ、隣接したソース信号線には互いに
極性の異なる信号を印加すれば（図１７）に示す１Ｖ反
転駆動を実現できる。

【０１４６】１Ｈ反転駆動では（図１６）のように画素
電極に電圧が印加される。この場合はｂｂ’方向に横電
界が発生しやすい。この横電界による光抜けを防止する
ためには（図８）のように偏光板７１を配置すればよい
ことは説明を要さないであろう。以上のように、横電界
の発生方向を考慮して、偏光板７１の偏光軸７３を配置
する技術的思想は、偏光板構造において重要な点であ
る。

【０１４７】なお、遮光膜１５（光吸収膜としてもよ
い）は画素電極１１に形成するとしたが、（図１２）に
示すように対向電極２３上に形成してもよい（遮光膜１
２１）。製造上、液晶と樹脂成分を相分離するときに、
遮光膜１２１は未重合の樹脂成分を生じさせることにな
るが、以下の方法で解決することができる。まず、未重
合の樹脂と液晶を画素電極１１と対向電極２３間に注入
した後、Ａ方向から紫外線を照射する。遮光膜１２１の
下層の樹脂は未重合で残るので、次にＢ方向から紫外線
を照射して残りの未重合の樹脂を硬化させる。遮光膜１
２１上の樹脂はＢ方向から、ソース信号線１４上の樹脂
はＡ方向から硬化させることになる。したがって、液晶
層２４は完全に液晶と樹脂成分と相分離できる。

【０１４８】対向基板２１とアレイ基板２２との貼り合
わせ精度を十分に確保するためには（図３３）に示すよ
うに（図１２）に加えて、画素電極１１上に遮光膜１５
を形成する構成がある。この構成であれば、多少、貼り
合わせがずれても画素周辺部から光抜けが生じることは
ない。つまり、遮光膜１５とＢＭ１２１をＡ方向からみ
て貼り合わせずれ分だけオーバーラップさせておけばよ
い。

【０１４９】（図３９）に示すようにＴＮ液晶パネルの
ＢＭ２７１の構成をＰＤ液晶パネルに適用したならば、
ソース信号線１４上の樹脂は未硬化のまま残る。本発明
では（図１２）あるいは（図３３）に示すように、ソー
ス信号線１４上に遮光膜を除去しているから、未硬化の
樹脂は生じない。なお、遮光膜１５、１２１は先に説明
したように光吸収膜構造におきかえてもよい。

【０１５０】さらに、（図１３）に示すように、遮光膜
は画素電極１１と信号線１４間、さらには信号線１４上
に形成（遮光膜１３１）してもよい。この場合は、遮光
膜１３１は絶縁材料で形成しなければならない。絶縁材
料としては先に光吸収膜構造で例示した配色ブラック、
あるいはアクリル樹脂にカーボンなどを含有させたもの
等を用いることができることは、説明は要さないであろ
う。

【０１５１】横電界による光抜けを防止する構成とし
て、信号線１４等を低誘電率材料で取り囲む構成があ
る。この構成を（図３４）に示す。

【０１５２】信号線１４を低誘電体膜１８５で囲ってい
る。低誘電体とは、液晶層２４の比誘電率よりも低い比
誘電率の材料という意味である。液晶層２４を構成する
ポリマー３２の比誘電率は５前後、液晶の比誘電率は１
５〜３０である。液晶層２４はポリマー３２と液晶の混
合物であるからその比誘電率は５以上３０以下の比誘電
率となる。

【０１５３】低誘電体膜１８５の材料として、ポリマー
３２の同じ材料、ＳｉＯ₂、ＳｉＮｘなどの無機材料、
あるいは半導体プロセスに用いるレジスト材料が例示さ
れる。比較的低誘電体膜１８５は厚く形成する必要があ
るため、ポリマー３２あるいはレジストなどの有機材料
を用いることが好ましい。このような構成を低誘電体膜
構造と呼ぶ。

【０１５４】低誘電体膜は横電界が発生する箇所に形成
する。膜厚は厚い方がよい。ＰＤ液晶表示パネルはラビ
ング等の配向処理が必要でないため、低誘電体膜１８５
によりアレイ基板２２等に凹凸が生じても問題はない。
これはＴＮ液晶表示パネルと異なる、ＰＤ液晶表示パネ
ルの大いなる利点である。本発明はこの構成の差異を利
用している。

【０１５５】なお、（図１）における本発明の表示パネ
ルは前段ゲート構成であるから、ゲート信号線１３と画
素電極１１間には横電界が発生しにくい。したがって、
低誘電体膜１８５はソース信号線１４およびその近傍に
形成することにより、液晶層２４内に発生する横電界を
ほぼ防止できる。したがって、前段ゲート構成以外の場
合は、ゲート信号線１３上およびその近傍にも低誘電体
膜１８５を形成すべきである。

【０１５６】誘電率が低い材料中は、電気力線が通過し
にくい。つまり、電圧降下が大きい。低誘電体膜１８５
中は電気力線は発生しにくく、電気力線は液晶２４中を
通過する。横電界は弱まり、光抜けは発生しない。

【０１５７】低誘電体膜１８５の膜厚は厚いほど横電界
を防止し、光抜けを防止する効果が大きい。したがっ
て、低誘電体膜１８５は、対向電極２３と信号線１４間
を完全に充填する構造（図５６参照）であってもよい。
また、画素電極１１の外周部を大きく被覆する方が光抜
けを防止できる。

【０１５８】（図５６）に示すように電気力線５６３は
低誘電体柱により遮へいされるため、全く発生しない。
したがって横電界による光抜けはなくなる。電気力線は
画素電極１１と対向電極２３に真すぐに発生する（電気
力線５６４）。また、低誘電体柱５６２は液晶層２４の
膜厚を規定する機能をも有する。つまり、液晶膜厚を規
定するビーズとしての役割をはたす。そのため、ビーズ
の散布は必要がない。したがって、ビーズ周辺部の光抜
けがなく表示コントラストも良好である。

【０１５９】低誘電体膜１８５は（図５７）に示すよう
に着色して遮光柱５７１としてもよい。遮光柱はソース
信号線１４およびその近傍に沿って形成される。また、
遮光柱５７１は先の低誘電体柱と同様に液晶層２４を所
定膜厚に保つビーズ（図示せず）の役割をはたしてい
る。つまり、遮光柱５７１の高さが液晶膜厚２４を規定
している。ソース信号線１４のみに沿って形成している
ため、ＰＤ液晶表示パネルの製造時において混合溶液の
注入には障害となることはない。なお、このような構成
を遮光柱構造と呼ぶ。当然のことながら（図５７）の構
成では画素電極１１上にビーズを散布する必要がないた
め、前記ビーズによる光抜けがないという効果を有す
る。また、対向基板２１とアレイ基板２２とを貼りあわ
す際、位置あわせが必要でないという利点をも有する。

【０１６０】（図５６）のように低誘電体柱５６２上に
ＢＭを形成する構成も考えられる。この場合、低誘電体
柱５６２上にＢＭを形成する。このように構成すること
により、先の（図５７）の効果に加えて対向基板２１に
は対向電極２３としてのＩＴＯのみを形成すればよいよ
うになる。したがって、低コスト化が望める。また、Ｂ
Ｍにより、信号線１４と画素電極１１間の光もれを防止
できる。ＢＭは低誘電体柱をパターニングする際に形成
するマスクをそのまま流用してもよい。

【０１６１】低誘電体膜１８５あるいは遮光柱５７１に
着色し、液晶層２４内で乱反射する光を吸収すれば画像
品位は向上する。光吸収膜構造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。

【０１６２】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膜１８５あるいは遮光
柱５７１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。

【０１６３】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際に、以下の課題が発生するこ
とがある。それは、パネル裏面の金属薄膜での反射によ
るゴーストあるいは表示コントラスト低下である。

【０１６４】（図５４）に示すように入射光５５１は液
晶層２４の水滴状液晶３１により散乱される。散乱した
光５５２は透過光５５４ａとなるがその一部は反射光５
５３ａとなる。前記反射光５５３ａはソース信号線１４
等の金属薄膜で反射され、反射光５５３ｂとなり、さら
に透過光５５４ｂとなる。透過光５５４ｂはスクリーン
に投映されるとゴーストとなる。また、投写レンズ等で
乱反射し、表示コントラストを低下させる。

【０１６５】ＰＤ液晶表示パネルでは入射光は液晶層２
４で散乱光となる。そのため、界面５５５に臨界角以上
で入射する光が多い。前記臨界角以上の光は全反射され
る。そのため、界面で反射しソース信号線１４あるいは
ゲート信号線１３に入射する光の割合がＴＮ液晶表示パ
ネル等と比較して大きい。したがって、前記ゴーストの
発生原因を除去することが重要となる。

【０１６６】前記ゴーストに対する第１の対策として本
発明の液晶表示パネルでは、パネルと空気との界面５５
５に反射防止膜を形成している。反射防止膜は３層ある
いは２層の薄膜の積層で形成する。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。

【０１６７】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、
Ｇ光の場合、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（ＳｉＯ）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（Ｍｇ
Ｆ ₂）をｎｄ＝λ／４積層して形成する。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。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。なお、ここで言うλとは変調
する光のピーク波長つまり中心波長である。ｎは薄膜の
屈折率、ｄは物理的膜厚である。

【０１６８】しかし、マルチコートあるいはＶコートの
反射防止膜では十分とは言えない。なぜならば界面５５
５に臨界角以上で入射する光が、界面５５５で反射する
のを防止できないからである。そのため、第２の対策と
して（図４７）あるいは（図４９）の構成を採用するこ
とが好ましい。

【０１６９】（図４７）の構成は金属薄膜（ソース信号
線１４等）に凹凸を形成した構成である。このような構
成を凸構造と呼ぶ。また、（図４７）は（図４８）のＥ
Ｅ’線での断面図である。アレイ基板２２に金属薄膜が
形成される位置にはまず、凸部４７１が形成される。凸
部４７１の形成材料としてはＳｉＯ₂、ＳｉＮｘなどの
無機材料等が例示される。前記凸部４７１上に位置あわ
せしてソース信号線１４等の金属薄膜が形成される。な
お、凸部４７１は周期的に形成し、回析効果をもたせて
もよい。

【０１７０】界面５５５で反射し、ソース信号線１４も
もどった光５５３ａは凸部４７１により進行方向が変化
する。したがって透過光５５４ｂが発生せずゴースト等
が生じない。

【０１７１】また、（図４９）に示すようにアレイ基板
２２上に遮光膜４９２を形成し、前記遮光膜４９２上に
ソース信号線１４等を形成する構成も考えられる。な
お、このような構成を下層遮光膜構造と呼ぶ。また、遮
光膜４９２は光吸収膜構造とすることが好ましいことは
言うまでもない。

【０１７２】遮光膜４９２の構成材料としては六化クロ
ムなどの金属材料の他、（図１）の遮光膜１５あるいは
（図５７）の遮光柱５７１の形成材料等が例示される。
遮光膜４９２上に絶縁膜４９１が形成され、前記絶縁膜
４９１上にソース信号線１４および画素電極１１の周辺
部が重ねられている。画素電極１１の下層部の遮光膜４
９２は（図１）の遮光膜１５に対応する。

【０１７３】（図４９）の構成では、画素電極１１と信
号線１４間の下層にも遮光膜４９２が形成されているか
ら、画素電極１１と信号線１４間から光もれが生じるこ
とがない。また、遮光膜４９２で反射光５５３ａを吸収
できるため、ゴースト等が発生しない。

【０１７４】ある特定の波長の光に対して、ＰＤ液晶の
散乱特性が最適となる水滴状液晶の平均粒子径、ポリマ
ーネットワークの平均孔径がある。一般的に光の波長が
長い（赤色光）ほど、水滴状液晶の平均粒子径等は大き
くする。逆に光の波長が短い（青色光）ほど、水滴状液
晶の平均粒子径等は小さくする方が散乱特性は向上す
る。したがって、赤色光を変調する表示パネルの平均粒
子径等は青色光を変調する表示パネルの平均粒子径等よ
りも大きくする方が好ましい。平均粒子径を変化させる
には、混合溶液を注入後、紫外線を照射する際に、前記
紫外線の強度を可変することにより行なえる。短時間に
強い紫外線を照射すると水滴状液晶の平均粒子径等は小
さくなる。逆に長時間に弱い紫外線を照射すると水滴状
液晶の平均粒子径は大きくなる。

【０１７５】本発明の投写型表示装置では主として赤
色、青色および緑色の変調用の３枚の本発明の表示パネ
ルをライトバルブとして用いる。前記表示パネルは先に
説明したように混合溶液の樹脂成分を重合させる際、紫
外線の照射強度を変化させて、各変調する光の波長に対
して最適な平均粒子径もしくは平均孔径としている。

【０１７６】問題となるのは一つの表示パネルで赤色、
青色、および緑色の３色を変調する場合である。具体的
には画素に対応したモザイク状のカラーフィルタを具備
する場合である。画素電極ごとに最適な平均粒子径等に
しないと良好な表示コントラストは望めない。したがっ
て、一律に紫外線を照射して混合溶液の樹脂成分を重合
させることは困難である。

【０１７７】前記課題に解決する構成が（図５８）に示
す本発明の表示パネルの構成である。画素電極１１上に
はカラーフィルタ６１２が配置されている。なお、説明
を容易にするため、透過型表示パネルではカラーフィル
タ６１２ａは赤色、６１２ｂは緑色、６１２ｃは青色と
して説明をする。

【０１７８】対向基板２３上には誘電体薄膜６１１がパ
ターニングされて形成されている。前記薄膜６１１の形
成は画素電極１１の形状と略一致させる。

【０１７９】誘電体薄膜６１１の形状材料としてＴｉＯ
₂あるいはＳｉＯが例示される。ＴｉＯ₂の屈折率ｎは
２．３、ＳｉＯの屈折率ｎは１．７である。両材料は紫
外線領域の波長の光を吸収し、可視光を透過する。ただ
し、吸収する波長帯域および吸収率は蒸着条件により変
化するので、実験をくりかえして設定をする必要があ
る。一例として実験によれば、ＴｉＯ₂の場合、前記膜
の物理的膜厚が０．０７５μｍの時、光吸収率は３５０
ｎｍの波長の光に対して４０％、３６０ｎｍでは３７
％、３７０ｎｍでは３０％、３８０ｎｍでは１６％であ
り、可視光ではほとんど吸収がなかった。ＳｉＯは多少
可視光を吸収するので、この意味からＴｉＯ ₂の方が好
ましい。

【０１８０】赤色のフィルタ６１２ａ上の誘電体薄膜６
１１ａは最も厚く、緑色のフィルタ６１２ｂ上の誘電体
薄膜６１１ｂはそれよりも薄く、青色のフィルタ６１２
ｃ上には誘電体薄膜を形成しない。したがって、混合溶
液を重合させる際、Ａ方向から紫外線を照射すれば、液
晶層２４ｃに入射する紫外線強度が最も強く、次に液晶
層２４ｂとなり、液晶層２４ａは最も弱くなる。紫外線
が弱いほど水滴情液晶３１は平均粒子径は大きくなる。
これはポリマーネットワークの平均孔径が大きくなるの
と同じである。

【０１８１】以上の誘電体薄膜６１１の紫外線の吸収率
の差異により、液晶層２４の水滴状液晶３１の平均粒子
径は 液晶層２４ａ＞液晶層２４ｂ＞液晶層２４ｃ となる。液晶層の平均粒子径に対する最適に散乱する変
調する光の波長とはほぼ比例の関係にある。（図５８）
のようにカラーフィルタの光に対して、最適な平均粒子
径にすることにより良好な表示コントラストが得られ
る。

【０１８２】なお、ポリマーネットワークの平均孔径ま
たは水滴状液晶の平均粒子径は、変調する光が赤色光の
場合は１．５〜２．０μｍ、緑色光の場合は１．３〜
１．７μｍ、青色光の場合は１．０〜１．５μｍにする
と表示コントラストは良好である。これらの平均粒子径
に制御するのは誘電体薄膜６１１の膜厚により行ない、
また、十分な実験を行ったのちに膜厚を決定する。な
お、以上のように誘電体薄膜６１１等で画素ごとに水滴
状液晶の平均粒子径等を変化させた構成を粒子径変化構
造と呼ぶ。

【０１８３】（図５８）ではソース信号線１４等上には
低誘電体膜１８５を形成したが、その他（図６１）に示
すように低誘電体柱５６２としてもよい。また、遮光柱
５７１としてもよいことは言うまでもない。その他、光
吸収膜構造、補助ビーズ構造、ＴＦＴ遮光構造、（図
７）等に示すように偏光板７１を用いる偏光板構造、凸
構造、下層遮光膜構造を随時採用すれば、各構造に伴う
効果を享有できることは言うまでもない。

【０１８４】なお、（図５８）では低誘電体膜１８５を
形成することにより横電界を防止する構成であるが、
（図５９）のように、カラーフィルタ６１２でソース信
号線１４等を被覆し、電磁シールドを行なってもよい。
カラーフィルタ６１２を形成する際にソース信号線１４
等を同時に被覆するだけであるから製造上も容易であ
る。カラーフィルタは樹脂材料であり比較的比誘電率が
低く、低誘電体膜１８５と同様の効果をもたせることが
できる。

【０１８５】紫外線を混合溶液に照射する際、極端に強
い光を照射すると、水滴状液晶の平均粒子径は非常に小
さくなる。極端に小さくなると、電圧を印加しても透過
状態とならなくなる。たとえば平均粒子径は０．８μｍ
以下となると透過状態となる電圧は１０（Ｖ）に近くな
る。

【０１８６】画素電極１１上の液晶層は通常６（Ｖ）以
下の電圧で透明状態となるようにしている。１０（Ｖ）
で透過状態となる仕様であれば６（Ｖ）では散乱状態で
ある。散乱状態では黒表示である。したがって、擬似的
にＢＭがあるのと同様の作用が得られる。

【０１８７】以上のようにソース信号線１４等の液晶層
２４を常時散乱状態にし、前記擬似的にＢＭとする構成
を採用したのが（図６０）の構造である。ソース信号線
１４と相対する対向電極２３上には誘電体薄膜６１１は
形成せず、画素電極６１２に相対する対向電極２３上に
誘電体薄膜６１１を形成している。赤色のカラーフィル
タ６１２ａに相対する誘電体薄膜６１１ａが最も厚く、
緑色のカラーフィルタ６１２ｂに相対する誘電体薄膜６
１１ｂが次に薄く、青色のカラーフィルタ６１２ｃに相
対する誘電体薄膜６１１ｃが最も薄い。したがって、紫
外線を照射する際、液晶層２４に入射する紫外線のエネ
ルギーは 液晶層２４ａ＜液晶層２４ｂ＜液晶層２４ｃ＜液晶層２
４ｄ にする。この紫外線のエネルギーの差異により、液晶層
の水滴状液晶等の平均粒子径等の大きさは 液晶層２４ａ＞液晶層２４ｂ＞液晶層２４ｃ＞液晶層２
４ｄ となる。この際、液晶層２４ａ、２４ｂ、２４ｃは電圧
６（Ｖ）で透明状態となるようにし、液晶層２４ｄは１
０（Ｖ）近くでないと透明状態とならないようにする。
このように、画素電極以外の箇所の液晶層２４ｄを、電
圧に対し応答しないようにした構成を擬似ＢＭ構造と呼
ぶ。

【０１８８】以上のように（図６０）の如くソース信号
線上等の水滴液晶の平均粒子径等を非常に小さくすれば
電圧印加に対して応答しなくなくなる。ソース信号線上
等に低誘電体柱５６２を形成したのと同様の効果が得ら
れる。つまり、平均粒子径が非常に小さければ、横電界
に対しても応答しない。したがって、画素周辺部等から
の光抜けがなくなる。また、常時散乱状態であるから、
ＢＭを形成したのと同様の効果が得られる。

【０１８９】なお、（図５８）から（図６１）の構成に
おいて、画素電極１１上にカラーフィルタ６１２を形成
し、対向電極２３上に誘電体薄膜６１１を形成するとし
たが、逆に、画素電極１１上もしくは画素電極１１の下
層に誘電体薄膜６１１を形成し、対向電極２３上もしく
はその下層にカラーフィルタ６１２を形成する構成でも
よいことは言うまでもない。その場合は、混合溶液の樹
脂成分を重合させる際に、紫外線は（図５８）のＢ方向
より照射すればよい。

【０１９０】ＴＮ液晶表示パネルに赤・青・緑のモザイ
ク状のカラーフィルタを配置する場合に課題が生じた。
それはカラーフィルタは樹脂で形成されているため、位
相差が生じ、偏光状態をくずすためである。つまり、偏
光子を通過した直線偏光はカラーフィルタで一部がだ円
偏光となってしまう。これは、表示コントラストを低下
させる原因となる。直視型パネルの場合はこの影響は小
さいが、投写型表示装置のライトバルブとして用いる場
合は表示コントラストへの影響が大きい。

【０１９１】（図５８）から（図６１）に示す本発明の
表示パネルでは光変調層としてＰＤ液晶を用いている。
前記ＰＤ液晶は直線偏光を変調するものでないため、カ
ラーフィルタでだ円偏光となることは影響を受けない。
したがって、ライトバルブとして用いても良好な画像表
示を実現できる。

【０１９２】以下、本発明の表示パネルの第２の実施例
について説明する。なお、説明は第１の実施例と異なる
事項を中心として説明をする。したがって、第１の実施
例で説明した補助ビーズ構造、ＴＦＴ遮光、低誘電体膜
構造、凸構造、遮光膜構造、下層遮光膜構造、（図
５）、（図７）および（図８）に示す偏光板７１を用い
た構成、粒子径変化構造、擬似ＢＭ構造、（図５６）の
低誘電体柱構造、（図５７）の遮光柱構造等は第２の実
施においても採用できる。

【０１９３】（図１０）は本発明の表示パネルの平面で
あり、また、（図１１（ａ））は（図１０）のＣ−Ｃ’
線での断面図、（図１１（ｂ））は（図１０）のＤ−
Ｄ’線での断面図である。

【０１９４】本発明の第２の実施例では画素電極１１と
ゲート信号線１３間に付加容量（コンデンサ）４４を形
成している。付加コンデンサ４４はゲート信号線１３上
に絶縁膜２５を形成し、前記絶縁膜２５上に画素電極１
１を重ねることにより作製する。ゲート信号線１３はソ
ース信号線１４に沿って分枝している。画素電極１１は
ゲート信号線１３上を可能なかぎりシールドするように
形成することが好ましい。

【０１９５】付加コンデンサ４４の形成位置はゲート信
号線および画素電極１１周辺部であり、（図１）の遮光
膜１５と同一位置を中心として形成する。ゲート信号線
１３は通常金属薄膜で形成されるから、分枝したゲート
信号線は遮光膜１５としての機能を有するようになる。

【０１９６】第２の実施例の表示パネルは前段ゲート方
式である。前段ゲート方式はゲート信号線１３幅を太く
形成し、前記ゲート信号線１３と画素電極１１とを重ね
て所定のコンデンサ容量を得る。しかし、ゲート信号線
１３幅を太くすれば、画素開口率は低下する。本発明で
は分枝させたゲート信号線１３と画素電極１１間に電荷
を蓄積できるようにしているから、前記電荷分だけ分枝
がない場合に比較して、ゲート信号線幅を細くできる。
また、分枝したゲート信号線部で遮光膜１５の機能をも
たせている。したがって、本発明の表示パネルの開口率
は、従来の前段ゲート方式の表示パネルの開口率と同等
にできる。

【０１９７】ソース信号線１４と画素電極１１間の横電
界による画素周辺部からの光抜けは分枝したゲート信号
線１３で防止できる。つまり、（図１）において、遮光
膜１５をゲート信号線におきかえて考えればよい。

【０１９８】第２の実施例において偏光板を用いる際は
（図７）のように偏光板７１を配置する際は１Ｈ反転駆
動を行なう。また、１Ｖ反転駆動を行なう際は（図８）
のように偏光板７１を配置するのは先に説明したのと同
様であるので説明を省略する。

【０１９９】以上の構成は透過型液晶表示パネルに関す
るものである。しかし、透過型液晶表示パネルで説明し
た本発明の技術的思想は反射型のＰＤ液晶表示パネルに
も適用できる。なお、反射型の表示パネルにおいても、
透過型の第１の実施例と同様に、補助ビーズ構造、ＴＦ
Ｔ遮光構造、低誘電体膜構造、粒子径変化構造、擬似Ｂ
Ｍ構造、低誘電体柱構造、遮光柱構造を採用すれば、そ
れぞれの構造に対する効果を享有できることは言うまで
もない。

【０２００】（図１８）は本発明の反射型のＰＤ液晶表
示パネルの構成図である。対向基板としてのガラス基板
２２の厚みは０．６〜１．１ｍｍのものを用いている。
アレイ基板２２上にはＴＦＴ１２等が形成されている。
ＴＦＴ１２上には絶縁膜１８４を介して反射電極１８２
が形成されている。反射電極１８２とＴＦＴ１２とは接
続端子１８３で電気的に接続されている。絶縁膜１８４
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１８２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１８２周辺部の破れなどが
生じやすい。

【０２０１】接続端子部１８３は０．５〜１μｍの落ち
くぼみができるが、ＰＤ液晶２４は配向などの処理が不
要なため問題とはならない。開口率は画素サイズが１０
０μｍ角の場合８０％以上、５０μｍ角の場合でも７０
％以上の開口率が得られる。ただし、ＴＦＴ１２上等は
凹凸が生じ、多少反射効率は低下する。前記凹凸をなく
するためには反射電極１８２の表面を研摩すればよい。
研摩により反射率は９０％以上を達成できる。

【０２０２】ソース信号線１４およびゲート信号線１３
も図示していないがアレイ基板２２に上に形成されてい
る。前記信号線およびＴＦＴ１２上は反射電極１８２が
被覆する構造となるため、信号線およびＴＦＴ１２から
発生する電界により液晶２４が配向動作し、画像ノイズ
が発生するということがない。

【０２０３】透過型表示パネルでは、横電界の発生は信
号線と画素電極間での発生を主としていた。反射型の表
示パネルでは信号線１４等は反射電極１８２の下層に形
成されるため、信号線１４と画素電極１８２間での横電
界の発生はほとんどない。しかし、隣接画素間で横電界
が発生する。すなわち、（図１９）に示すように、反射
電極１８２ａが正極性、反射電極１８２ｂに負極性の電
圧が印加されていると、両反射電極間に電気力線（横電
界）５２が発生する。液晶分子５１は前記横電界５２に
沿って配向をする。

【０２０４】（図１９）に示すように液晶分子５１の長
軸が横電界５２の方向に並べば、ｂｂ’方向の偏光は透
過し、ａａ’方向の偏光に対しては散乱するようにな
る。偏光板を用いて横電界による光もれを防止するには
偏光板７１の偏光軸をａａ’方向にすればよい。

【０２０５】ただし、反射型の液晶表示パネルでは透過
型の液晶表示パネルのような光が画素電極の周辺部を透
過する現象は生じない。反射型では反射電極の周辺部の
液晶が映像表示では関係のない表示（以後、画像ノイズ
と呼ぶ）する現象としてあらわれる。つまり、横電界５
１により液晶層が透過状態となり、前記透過部に入射し
た光が反射電極で反射されスクリーンに投映されてしま
う。

【０２０６】画素電極間に発生する横電界をさらに防止
するためには低誘電体膜１８５を反射電極１８２間に形
成すればよい。低誘電体膜１８５は反射電極と反射電極
間および反射電極周辺部に形成する。低誘電体膜１８５
の形成材料および効果等は（図３４）等で説明をしたの
で省略をする。また、低誘電体膜１８５を着色すれば、
液晶層２４間のハレーションを防止できることはすでに
説明をした。さらに、低誘電体膜１８５は（図５７）に
示すように遮光柱５７１としてもよいし、また（図５
６）のように低誘電体柱５６１としてもよいことは明ら
かである。

【０２０７】反射型のＰＤ液晶表示パネルで粒子径変化
構造をとるには（図６２）のように構成を採用すればよ
い。（図６１）等に示す透過型表示パネルの構造を反射
型に採用した構造であるから特に説明を要しないであろ
う。紫外線の照射はＡ方向から行えばよい。

【０２０８】また、（図１９）は（図１７）に示す１Ｖ
反転駆動の場合である。反射電極１８２ａに正極性
（＋）、１８２ｄに負極性（−）の電位を印加する。１
Ｈ反転駆動（図１６参照）の場合は偏光板７１の偏光軸
７３はｂｂ’方向に配置すればよい。 液晶層２４の膜
厚は５〜２０μｍの範囲が好ましく、さらには８〜１５
μｍ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、ドライブＩＣ設計などが困難とな
る。

【０２０９】反射防止膜１８１は、対向基板１７２側か
ら順に第１の誘電体薄膜１８１ａ、ＩＴＯ薄膜１８１
ｂ、第２の誘電体薄膜１８１ｃで構成される３層構成で
ある。対向電極１８１ｂとなるＩＴＯ薄膜の前後に透明
誘電体薄膜１８１ａ、１８１ｃを形成して３層構成をと
り、反射防止機能をもたせている。ＩＴＯ薄膜１８１ｂ
の光学的膜厚（ｎｄ）はλ／２、第１の薄膜１８１ａお
よび第２の薄膜１８１ｃの光学的膜厚はそれぞれλ／４
である。ただし、ｎは屈折率、ｄは物理的膜厚、λは光
の波長である。

【０２１０】具体的な構成の一実施例を（表２）に、ま
た、その分光反射率を（図４３）に示す。（図４３）か
らわかるように、（表２）の構成によると波長帯域幅２
００ｎｍ以上にわたり反射率０．１％以下の特性を実現
でき、極めて高い反射防止効果を得ることができる。な
お、本発明の（表）において、散乱状態での液晶層２４
の屈折率は１．６としているが、液晶材料およびポリマ
ー材料が変化すればこの値は変化する。散乱状態の液晶
の屈折率をｎ_x、第１および第２の誘電体薄膜の屈折率
をｎ₁、ＩＴＯ薄膜の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ_x＜ｎ₁
＜ｎ₂の条件を満足するようにすればよい。

【０２１１】

【表２】

【０２１２】第１の薄膜１８１ａおよび第２の薄膜１８
１ｃの屈折率は１．６０以上１．８０以下が望ましい。
（表２）の実施例ではいずれもＳｉＯを用いたが、どち
らか一方、または両方の薄膜を、他にＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＦ₃、ＷＯ₃、ＰｂＦ₂のいずれかを
用いても良い。

【０２１３】（表３）に第１の薄膜１８１ａ、第２の薄
膜１８１ｃをＹ₂Ｏ₃にした場合を示す。また、その分光
反射率を（図４４）に示す。

【０２１４】

【表３】

【０２１５】（図４４）の分光反射率は（図４３）の場
合に比較してＢ光およびＲ光で反射率が多少高くなる傾
向がある。

【０２１６】同様に（表４）に第１の薄膜１８１ａをＳ
ｉＯに、第２の薄膜１８１ｃをＹ₂Ｏ₃にした場合を示
す。また、その分光反射率を（図４５）に示す。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
止効果を実現している。

【０２１７】

【表４】

【０２１８】（表５）に第１の薄膜１８１ａをＡｌ₂Ｏ₃
に、第２の薄膜１８１ｃをＳｉＯにした場合を示す。ま
た、その分光反射率を（図４６）に示す。Ｒ光およびＢ
光の領域では反射率が０．５％を越え、適当とは言えな
い。

【０２１９】

【表５】

【０２２０】以上のようにＩＴＯ薄膜１８１ｂの両面に
誘電体薄膜１８１ａおよび１８１ｃを３層に形成するこ
とにより反射光防止効果をもたせることができる。な
お、（図４３）から（図４６）に示す分光反射率はＰＤ
液晶２４の屈折率が変化するとかわる。つまりＰＤ液晶
材料等に左右されるので最適化設計が重要である。

【０２２１】ＰＤ液晶２４とＩＴＯ薄膜１８１ｂが直接
接しているとＰＤ液晶２４の劣化が進みやすい。これは
ＩＴＯ薄膜１８１ｂ中の不純物等が液晶層２４に溶出す
るためと考えられる。前述の３層構成のように、ＩＴＯ
薄膜１８１ｂと液晶層２４との間に誘電体薄膜１８１ｃ
を形成すると液晶層２４の劣化することがなくなる。特
に誘電体薄膜１８１ｃがＡｌ₂Ｏ₃あるいはＹ₂Ｏ₃の時に
良好である。

【０２２２】誘電体薄膜１８１ｃがＳｉＯの時はＳｉＯ
の屈折率が低下する傾向がみられる。これは液晶２４中
に微量に含まれたＨ₂Ｏ、Ｏ₂等の酸素原子とＳｉＯが結
びつき、ＳｉＯがＳｉＯ₂に変化していくためと考えら
れる。その意味では（表１）および（表５）の構成はふ
さわしくない。しかし、ＳｉＯは短期間でＳｉＯ₂に変
化することはなく、実用上は採用できることが多い。

【０２２３】（図１８）は反射防止膜１８１は３層の構
成であるが、２層でも実用上十分な反射防止性能は得ら
れる。２層とは、（図１８）において誘電体薄膜１８１
ａを除去した構成である。つまり、対向電極基板２１の
屈折率より高く、対向電極となるＩＴＯ薄膜１８１ｂの
屈折率より低い屈折率を有する誘電体薄膜１８１ｃと、
対向電極となるＩＴＯ薄膜１８１ｂとの２層構成であ
り、ＩＴＯ薄膜１８１ｂの光学的膜厚がλ／２、誘電体
薄膜１８１ｃの光学的膜厚がλ／４である。また、前記
誘電体薄膜の屈折率は、電圧無印加状態の液晶層２４の
屈折率よりも高くする。

【０２２４】具体的な構成の一実施例を（表６）に示
す。

【０２２５】

【表６】

【０２２６】薄膜１８１ｃの屈折率は１．５０以上１．
７０以下が望ましく、さらに好ましくは１．６以上１．
７以下が望ましい。（表６）の実施例ではＡｌ₂Ｏ₃を用
いたが、他にＣｅＦ₃、ＳｉＯ、ＷＯ₃、ＬａＦ₃、Ｎｄ
Ｆ₃のいずれかを用いても良い。

【０２２７】また、（表７）にＡｌ₂Ｏ₃をＳｉＯに変化
させた例を示す。

【０２２８】

【表７】

【０２２９】ＳｉＯを用いれば４００ｎｍから７００ｎ
ｍの波長帯域にわたり分光反射率１％以下を実現でき
る。

【０２３０】反射防止膜１８１の形成により液晶層２４
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。他の構成等については透過
型の本発明の表示パネルと同様もしくは類似であるので
説明を省略する。

【０２３１】反射型の表示パネルは、透過型のそれに比
較して、薄い液晶２４膜厚でコントラストも良好であ
り、画素開口率も高いので高輝度表示を行うことができ
る。その上、表示パネルの裏面には障害物がないのでパ
ネル冷却が容易である。たとえば、裏面からの強制空
冷、液冷を容易に行え、また、裏面にヒートシンク等も
取り付けることができる。

【０２３２】本発明の表示パネルにおいて凸構造もしく
は下層遮光膜構造により界面５５５で反射した光を散乱
もしくは吸収し、ゴースト等を防止するとした。表示パ
ネルの光入出射面に凹レンズまたは透明基板（以後、総
称して透明部材と呼ぶ）を貼りつけた構成（以後、透明
部材構造と呼ぶ）をとることにより、前記ゴースト等を
防止でき、さらに表示コントラストを向上できる。な
お、透明部材構造は単独で用いることにより表示コント
ラスト等を向上できる特有の効果を発揮でき、また、下
層遮光膜構造、凸構造とくみあわせることによりさらに
効果は大きくなる。以下、透明部材構造について説明を
する。

【０２３３】（図５０）は本発明の表示パネル７２に透
明部材等を貼りつけた構成である。表示パネル７２の表
面には透明基板５０１を貼りつけている。透明基板５０
１は表示パネル７２の表面に光結合剤５０２を介して貼
り付けている。透明基板の表面には空気との界面で反射
する光を防止するための反射防止膜（図示せず）が形成
されている。たとえば前述のＶコートである。光結合剤
としては紫外線硬化型接着剤が例示される。前記接着剤
は表示パネルを構成するガラス基板の屈折率に近いもの
が多く、光結合剤の用途として適する。また紫外線硬化
型接着剤だけに限定されるものではなく、透明シリコー
ン樹脂なども用いることができる。他にエポキシ系透明
接着剤、エチレングリコール等の液体等も用いるとがで
きる。留意すべき点は表示パネルの対向基板２１等との
間に空気が混入しないようにすることである。空気があ
ると屈折率差により画質異常が生じる。 透明基板５０
１はガラスあるいはアクリル樹脂のような透明物質で形
成され、有効表示領域以外の部分である非表示領域（無
効面と呼ぶ）には、黒色塗料等により光吸収膜５１１が
形成されている。

【０２３４】透明基板１７９を表示パネル１５に貼りつ
けることにより表示コントラスト等を向上できる理由に
ついては特開平４−１４５２７７号公報に詳しく記載し
ているのでここでは説明を省略する。

【０２３５】本発明の表示パネル７２に透明部材を貼り
つけた構成は数々考えられる。たとえば、（図５１
（ａ））に示すように表示パネル７２に透明基板５０１
を貼りつけた構成、（図５１（ｂ））のように凹レンズ
５１２に貼りつけた構成、（図５１（ｃ））のように凹
レンズ５１２を貼りつけ、さらに凹レンズ５１２の凹部
に凸レンズ５１３をわずかな空気層を介して配置した構
成、（図５１（ｄ））のように表示パネル７２の入射面
および出射面の両方の面に透明基板５０１もしくは凹レ
ンズ５１２を貼りつけた構成が例示される。

【０２３６】透明基板５０１もしくは凹レンズ５１２を
表示パネル７２に貼りつけることにより液晶層２４で散
乱した光が界面５５５で反射し、再び液晶層で散乱（２
示散乱もしくは２次光源）が生じることがないため、表
示コントラストを向上できる。界面５５５で反射した光
が再び液晶層２４にもどってくることがなくなるという
ことは、ソース信号線１４等で反射する光５５３ｂもな
くなることを意見する。つまり、（図５５）に示すよう
に入射光５５１は液晶層２４で散乱し、散乱光５５２と
なるが、前記光は界面５５５で反射し、すべて光吸収膜
５１１に入射して吸収されてしまうのである。

【０２３７】表示パネル７２に偏光板７１を貼りつける
場合は（図５０）に示すように透明部材５０１と表示パ
ネル７２間に狭持させるとよい。透明部材５０１と空気
と接する面に偏光板を貼りつけてもよいが、通常偏光板
７１は樹脂フィルムであるため、反射防止膜を樹脂フィ
ルム面に形成することは難しい。反射防止膜がなけれ
ば、界面５５５で反射する光がふえ、光損失が生じる。
（図５０）のように透明部材５０１と表示パネル間に狭
持させれば、偏光板７１では光の反射は生じず、かつ透
明部材５０１の界面に反射防止膜を形成できて光利用率
の向上が望める。なお、偏光板７１の偏光軸は（図５）
等で説明したように横電界の発生方向を考慮して設定を
する。

【０２３８】透明部材構造は、反射型の本発明の表示パ
ネルにも適用できる。（図５２）はその構成図である。
透明部材５０１の表面にはマルチコートの反射防止膜５
２１を形成している。もちろんＶコートでもよい。

【０２３９】反射型の表示パネルの構成も（図５１）と
同様に数々の変形が考えられる。たとえば（図５３
（ａ））に示すように反射型の表示パネル７２の対向基
板２１に透明基板５０１を貼りつけた構成、（図５３
（ｂ））のように凹レンズ５１２を貼りつけた構成、あ
るいは（図５３（ｃ））に示すように対向基板５１１を
十分厚くした構成である。これらの効果も先の（図５
０）に示す透過型の表示パネルの効果と同様である。ま
た（図５２）の偏光板７１に関する事項も（図５０）で
説明したことと同様である。

【０２４０】本発明の表示パネルには本明細書で示す数
々の技術的思想の組み合わせが考えられる。たとえば、
（図１）もしくは（図１０）に示す遮光膜１５等と、
（図４７）との組み合わせ、（図４７）の凸構造もしく
は（図４７）の下層遮光膜と（図７）に示す偏光構成と
の組み合わせ、（図４７）の凸構造と（図５０）に示す
透明部材構造との組み合わせ、（図５７）に示す遮光柱
構造と（図７）に示す偏光構成との組み合わせ等、これ
らをすべて本発明の表示パネルの技術的思想として包含
するものである。

【０２４１】なお、（図７）に示したように本発明の表
示パネル７２に偏光板７１を配置するとしたが、偏光板
７１に限定するものではない。たとえば（図３８）に示
すように偏光ビームスプリッタ３８１により入射光を光
分離面３８２でＰ偏光とＳ偏光に分離し、そのいずれか
一方を本発明の表示パネル２０４に入射させる構成であ
るときは偏光板は不要である。しかし、横電界５２の発
生方向と偏光方向と一致させることにより光抜け等を防
止でき、表示コントラストを向上できるという効果を実
現できる。

【０２４２】以上のように本発明の技術的思想は主たる
横電界の発生方向により液晶層２４が透過状態となる偏
光方向に、直交した偏光を入射もしくは直交した偏光を
検光するようにする構成である。したがって、偏光板に
は限定されない。この技術的思想は偏光を変調する本発
明の表示パネルをライトバルブとして用いる投写型表示
装置においても適用される。

【０２４３】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。本発明の投写型表示装置で
は、本発明の表示パネルをライトバルブとして用いる。
（図２０）は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。（図２
０）において、２０１は光源であり、内部に凹面鏡２０
１ｂおよび光発生手段２０１ａ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。

【０２４４】凹面鏡２０１ｂの前面にはＵＶＩＲカット
フィルタ２０１ｃが配置されている。前記ランプ２０１
ａはアーク長が３（ｍｍ）以上６（ｍｍ）以下のものを
用いる。メタルハライドランプは２５０Ｗクラスのもの
でアーク長は略６．５（ｍｍ）、１５０Ｗクラスのもの
でアーク長は略５（ｍｍ）である。凹面鏡２０１ｂの曲
率等はランプのアーク長にあわせて適正値に設計する。
凹面鏡２０１ｂは楕円面鏡あるいは放物面鏡を用いる。
ＵＶＩＲカットフィルタ２０１ｃは赤外線（ＩＲ）およ
び紫外線（ＵＶ）を反射させ可視光を透過させる。

【０２４５】また、２０３ａはＢ光を反射させるＢＤ
Ｍ、２０３ｂはＧ光を反射させるＧＤＭ、２０３ｃはＲ
光を反射させるＲＤＭである。なお、ＢＤＭ２０３ａか
らＲＤＭ２０３ｃ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ＲＤＭ２０３ｃ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。また、リレー
レンズ２０２は光源２０１からＲ光を変調する表示パネ
ル２０４ｃにいたる光路長とＢ光を変調する表示パネル
２０４ａにいたる光路長の差異を補正するものである。

【０２４６】２０４は本発明の表示パネルである。前記
表示パネルをライトバルブとして用いる。なお、光変調
層にＰＤ液晶を用いる場合は、Ｒ光を変調する光変調層
を他のＧおよびＢ光を変調する光変調層に比較して水滴
状液晶粒子径を大きく、もしくは液晶膜厚を厚めにして
構成する。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ってしまうためである。水滴状
液晶の粒子径は、重合させるときの紫外線光を制御する
こと、あるいは使用材料を変化させること、また、（図
５７）等で説明をした粒子径変化構造を採用することで
実現できる。液晶膜厚は液晶層のビーズ径を変化するこ
とにより調整できる。２０５は投写レンズ、２０６、２
０８はレンズであり、２０７はしぼりとしてのアパーチ
ャである。なお、アパーチャ２０７は、投写型表示装置
の動作の説明のために図示したものである。アパーチャ
２０７は投写レンズの集光角を規定するものであるか
ら、投写レンズの機能に含まれるものとして考えればよ
い。つまり投写レンズのＦ値が大きければアパーチャ２
０７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レンズのＦ値は大きいほど
よい。しかし、Ｆ値が大きくなると白表示の輝度、つま
りスクリーン輝度は低下する。逆にＦ値を小さくする
と、スクリーン輝度が高くなり、高輝度表示が可能であ
るが、表示コントラストは低下する。アーク長５ｍｍの
メタルハライドランプを用いたとき、Ｆ値は５以上９以
下にする。好ましくはＦ値は７前後がよい。７前後であ
れば表示コントラストは良好となりかつ、十分な表示輝
度が得られる。

【０２４７】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。

【０２４８】集光光学系２０１から白色光が照射され、
この白色光のＢ光成分はＢＤＭ２０３ａにより反射され
る。このＢ光は表示パネル２０４ａに入射する。表示パ
ネルａは、（図３７（ａ）（ｂ））に示すように画素電
極１１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。

【０２４９】散乱した光はアパーチャ２０７ａ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２０
７ａを通過する。変調された光は投写レンズ２０５ａ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２０４ｂはＧ光成分の光を変調
し、また、表示パネル２０４ｃ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。

【０２５０】赤、緑および青光を変調する３枚のライト
バルブを用いる場合の投写型表示装置の駆動回路および
駆動方法について説明する。（図１５）は本発明の投写
型表示装置の一実施例における駆動回路の説明図であ
る。（図１５）において、７２ａはＲ光を変調する表示
パネル、７２ｂはＧ光を変調する表示パネル、７２ｃは
Ｂ光を変調する表示パネル、また、Ｒ₁とＲ₂およびトラ
ンジスタＱは、ベースに入力させたビデオ信号の正極性
と負極性のビデオ信号を作る位相分割回路を構成してお
り、（図１４）における１４２が該当する。１４３は一
水平走査期間（１Ｈ）もしくは一垂直走査期間（１Ｖ）
ごとに極性を反転させた交流ビデオ信号を表示パネルに
出力する出力切り換え回路である。

【０２５１】ビデオ信号は所定値に利得調整された後、
Ｒ・Ｇ・Ｂ光に対応する信号に分割される。この分割さ
れたビデオ信号をそれぞれビデオ信号（Ｒ）、ビデオ信
号（Ｇ）、ビデオ信号（Ｂ）とする。ビデオ信号（Ｒ）
（Ｇ）（Ｂ）はそれぞれ位相分割回路に入力され、この
回路により正極性と負極性の２つのビデオ信号が作られ
る。次に、この２つのビデオ信号はそれぞれの出力切り
換え回路１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃに入力され、前
記出力切り換え回路は１Ｈまたは１Ｖごとに出力信号の
極性をきりかえる。次に、それぞれの出力切り換え回路
１４３からのビデオ信号は（図１４）に示すソースドラ
イブ回路４２に入力される。ドライブ制御回路１４４は
ソースドライブ回路４２とゲートドライブ回路４１との
同期をとり、表示パネル７２に画像を表示させる。

【０２５２】次に人間の眼の視感度について説明する。
人間の眼は波長５５０ｎｍ付近が最高感度となってい
る。光の３原色では緑が一番高く、つぎが赤で、青が最
も鈍感である。この感度に比例した輝度信号を得るため
には、赤色を３０％、緑色を６０％、青色を１０％加え
ればよい。したがって、テレビ映像で白色を得るために
はＲ：Ｂ：Ｇ＝３：６：１の比率で加えればよい。ま
た、先にも述べたように液晶は交流駆動を行なう必要が
ある。この交流駆動は表示パネルの対向電極に印加する
電圧（以後、コモン電圧と呼ぶ）に対して、正極性と負
極性の信号が交互に印加されることにより行われる。本
実施例では表示パネルに正極性の信号が印加され視感度
ｎの強さの光を変調している状態を＋ｎ、負極性の信号
が印加され視感度ｎの強さの光を変調している状態を−
ｎとあらわす。

【０２５３】例えばＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１の光が表示
パネルに照射されており、ＲとＢ用の表示パネル（７２
ａ、７２ｃ）に正極性の信号が印加され、Ｇ用の表示パ
ネル７２ｂに負極性の信号が印加されておれば＋３・−
６・＋１とあらわすものとする。なお、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝
３：６：１はＮＴＳＣのテレビ映像の場合であって、投
写型表示装置では光源のランプ、ダイクロイックミラー
の分光特性などにより上記比率は異なってくる。（図１
５）では＋３・−６・＋１と示されている。これは、ス
クリーンの同一位置に重ねあわされた各表示パネルの任
意の一画像に注目したとき、前記各画素にＲ：Ｇ：Ｂ＝
３：６：１の光が照射され、ＲとＢ用の表示パネルの画
素には正極の信号が、Ｇ用の表示パネルの画素には負極
性の信号が印加されているところを示している。前記各
画素は１フィールド後は−３・＋６・−１と表現される
信号印加状態となる。

【０２５４】通常、液晶表示パネル７２には同一信号が
印加されていても偶数フィールドと奇数フィールドでわ
ずかに画素に保持される電圧に差が生じる。これは、Ｔ
ＦＴ１２のオン電流およびオフ電流が映像信号により異
なる、あるいは配向膜などの正電界と負電界での保持特
性の違いにより生じる。この違いによりフリッカという
現象があらわれる。

【０２５５】しかし、本発明の投写型表示装置では（図
１５）に示すようにＧ光変調用の信号をＲ・Ｂ光変調用
の信号と逆極性にすることにより、フリッカが視覚的に
見えることを防止できる。なお、Ｇ光変調用の信号を他
と逆極性にしたのは、光の強度がＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：
１であり、信号の極性および人間の視覚を考慮したとき
（Ｒ＋Ｂ）：Ｇ＝（３＋１）：６＝４：６となり、ほぼ
４：６（理想的には１：１がよい）でつりあうようにす
るためである。

【０２５６】以上の理由により、本発明の投写型表示装
置はフリッカが視覚的に認識されることなく、良好な画
像表示を実況している。

【０２５７】以下、他の本発明の投写型表示装置につい
て説明していくが、主として第一の実施例の差異につい
て説明をする。したがって（図２０）において説明した
表示パネルに関する事項、駆動回路に関する事項、光学
系に関する事項は他の本発明の投写型表示装置にも場合
に応じて随時適用される。

【０２５８】（図２０）は３つの投写レンズ２０５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
１）に示す。ここでは説明を容易にするため、２１７Ｇ
をＧ光の映像を表示する表示パネル、２１７ＲをＲ光の
映像を表示する表示パネル、２１７Ｂ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２１５ａ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２１５ｂ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２１５ｃはＢ光
を透過し、Ｇ光を反射させる。また、ダイクロイックミ
ラー２１５ｄはＢ光を反射させ、Ｇ光およびＲ光を透過
する。

【０２５９】メタルハライドランプ（図示せず）から放
射された光は全反射ミラー２１３ａにより反射され、光
の進行方向を変化させられる。前記光はダイクロイック
ミラー２１５ａ、２１５ｂ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２１６Ｒ
に、Ｇ光はフィールドレンズ２１６Ｇに、Ｂ光はフィー
ルドレンズ２１６Ｂにそれぞれ入射する。各フィールド
レンズ２１６は各光を集光する。表示パネル２１７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２１５ｃ、２１５ｄにより合成され、投
写レンズ２１８によりスクリーン（図示せず）に拡大投
映される。

【０２６０】以下、反射型の本発明の表示パネルをライ
トバルブとして用いた本発明の投写型表示装置の実施例
を（図２２）を参照しながら説明する。

【０２６１】光源２０１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、
青色（Ｂ）の３原色の色成分を含む光を放射する。凹面
鏡２０１ｂは先にも説明したようにガラス製で、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。ランプ２０１ａからの放射光に含まれる可
視光の一部は、凹面鏡２０１ｂの反射面により反射す
る。凹面鏡２０１ｂから出射する反射光は、フィルタ２
０１ｃにより赤外線と紫外線とが除去されて出射する。

【０２６２】投写レンズ２２１は液晶表示パネル側の第
１レンズ群２２１ｂとスクリーン側の第２レンズ群２２
１ａとで構成され、第１レンズ群２２１ｂと第２レンズ
群２２１ａとの間には平面ミラー２２２が配置されてい
る。表示パネル２２６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２２１ｂを透過した後、約半
分が平面ミラー２２２に入射し、残りが平面ミラー２２
２に入射せずに第２レンズ群２２１ａに入射する。平面
ミラー２２２の反射面の法線は投写レンズ２２１の光軸
２２４に対して４５°傾いている。光源２０１からの光
は平面ミラー２２２で反射されて第１レンズ群２２１ｂ
を透過し、表示パネル２２７に入射する。なお、２２７
は（図１８）等で示す本発明の表示パネルである。

【０２６３】表示パネル２２６からの反射光は、第１レ
ンズ群２２１ｂ、第２レンズ群２２１ａの順に透過して
スクリーン２２８に到達する。投写レンズ２２１の絞り
の中心から出て表示パネル２２６に向かう光線は、液晶
層２４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。２２７ａは偏光板でありＰ偏光を透
過するようにする。また、表示パネルの横電界の発生方
向はＰ偏光の方向となるように表示パネルの１Ｈ反転も
しくは１Ｖ反転たる駆動方法を選択している。

【０２６４】なお、ここでは説明を容易にするために、
２２６をＲ光を変調する表示パネル、２２６ｃをＢ光を
変調する表示パネル、２２６ｂをＧ光を変調する表示パ
ネルであるとして説明する。

【０２６５】（図２２）でも示すように色分離手段と色
合成手段として、主にダイクロイックプリズムもしくは
ダイクロイックミラーが用いられる。本発明では前記ど
ちらの素子を用いてもよいが、説明を容易にするため、
主としてダイクロイックミラーを例にあげて説明をして
いる。

【０２６６】ダイクロイックミラーで反射した光は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ミラーを透過する光はＰ偏光の
方がＳ偏光の帯域より広くなる。

【０２６７】たとえば、前記ダイクロイックミラーがＲ
光を反射するダイクロイックミラーであれば、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。つまり、ダ
イクロイックミラーで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。本発明では狭い帯域の偏光を表示パ
ネルで変調するようにしている。

【０２６８】したがって、（図２２）の構成で色再現性
を良好とするためには、偏光板２２７ａおよび２２７ｂ
はＰ偏光を透過するように、偏光板２２７ｃはＳ偏光が
透過するようにすればよい。したがって、それぞれの液
晶パネル２２６は横電界の発生方向を考慮して、構造
（低誘電体柱構造、光吸収膜構造等）および駆動方式
（１Ｈ反転、１Ｖ反転駆動）を決定をする。

【０２６９】ダイクロイックミラー２２３は色合成系と
色分離系を兼用している。ＵＶＩＲカットフィルタ２０
１ｃ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２２３ａはＲ光を反射し、Ｇ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２２
３ｂで反射され表示パネル２２６ｂに入射する。Ｒ光の
帯域は６００ｎｍ〜６９０ｎｍ、Ｇ光の帯域は５１０〜
５７０ｎｍとする。また、ダイクロイックミラー２２３
ｂはＢ光を透過する。Ｂ光は表示パネル２２６ｃに入射
する。入射するＢ光の帯域は４３０ｎｍ〜４９０ｎｍ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を形成する。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２２３で色合成
され、投写レンズ２２１に入射し、スクリーン２２８上
に拡大投写される。

【０２７０】（図１８）に示すように表示パネル２２６
はマトリックス状に配置された反射電極１８２を有し、
反射電極１８２と対向電極１８１ｂ間の電圧印加状態に
より、入射光を変調する。反射電極１８２に電圧が印加
されている画素上の液晶層２４は透過状態となり、電圧
無印加の画素は散乱状態となる。液晶層２４が透過状態
の時は、対向基板２１から入射した光は反射電極１８２
で反射され、再び対向基板２１より出射される。

【０２７１】（図２２）はダイクロイックミラーを用い
て色分離色合成を行う装置であったが、ダイクロイック
プリズムを用いても色分離色合成を行なうことができ
る。その構成図を（図２３）に示す。ダイクロイックプ
リズムには２つの光分離面２３２ａ、２３２ｂを有して
おり、前記光分離面２３２で白色光２２５ａをＲ・Ｇ・
Ｂの３原色光に分離する。各表示パネル２２６は光結合
剤２３１を介してダイクロイックプリズム２３４に取り
つけられている。なお、２３３は補助レンズである。

【０２７２】ダイクロイックプリズム２３４の表面に
は、（図２４）に示すように光吸収膜（黒色塗料）２４
１が塗布されている。材料としては（図５１）等に示す
光吸収膜５１１と同様のものが用いられる。前記光吸収
膜５１１は表示パネル２２６で散乱した光を吸収する機
能を有する。

【０２７３】表示パネル２２６はダイクロイックプリズ
ム２３４に貼りつけられ、前記ダイクロイックプリズム
２３１の無効領域（光が入出力しない面）に光吸収膜２
４１が塗布されている。この構成は（図５２）等に示し
たように、表示パネル７２に透明基板５０１が光結合さ
れ、前記透明基板５０１の無効領域に光吸収膜５１１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５０１をダイクロイックプリズム２３４とおきかえ
て考えればよい。

【０２７４】たとえば、表示パネル２２６ａを中心に考
え、かつ、表示パネル２２６ａはＲ光を変調すると考え
れば、入射光２２５ａはダイクロイックプリズム２３４
の光入出射面２４２より入射し、光分離面２３２ｂでＲ
光が反射される。表示パネル２２６ａは反射電極１８２
に印加された電圧の大きさに応じて光変調層２４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２３２ｂで反射し、光入出射面２４２より出射され
る。散乱した光はそのほとんどが光吸収膜２４２に入射
して吸収され、光変調層２４に再びもどり、２次散乱を
発生させることはない。

【０２７５】以上のことから（図２３）においてダイク
ロイックプリズム２３４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２３）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。

【０２７６】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。

【０２７７】１枚の液晶表示パネルでカラー画像を表示
するには（図６３）に示すような構成をとればよい。
（図６３）において、表示パネル４０１とは（図５８）
から（図６１）に例示されるカラーフィルタ６１２を有
するものである。偏光板７１は付加してもしなくてもよ
い。付加した方が表示コントラストが良好となるのは言
うまでもない。また、偏光板７１を付加する場合は（図
７）または（図８）に示すように横電界の発生方向を考
慮してその偏光軸７３の方向を決定する。

【０２７８】（図６２）の構成では一枚の液晶表示パネ
ル４０１で変調された光学像が投写レンズ２１８によっ
てスクリーンに投写されカラー画像が表示される。

【０２７９】次に、さらに投写光学系に改良を加え、良
好な色再現性を確保し、かつ、高輝度表示、高コントラ
スト表示と実現できる投写型表示装置について説明をす
る。

【０２８０】ライトバルブとしてＰＤ液晶表示パネルを
用いる投写型表示装置は、明るい投写画像が得られる利
点がある反面、有効Ｆナンバーの小さい投写レンズを用
いると、黒表示状態で散乱する光の多くが投写レンズに
より集光されてしまい、黒浮きを生じる。その結果、投
写画像のコントラストが低下する。有効Ｆナンバーの大
きい投写レンズを用いれば高いコントラストを得るが、
白表示状態において集光できない光が発生するので光損
失を生じる。光損失を抑制するには、投写レンズの有効
Ｆナンバーに合わせて照明光の有効Ｆナンバーを大きく
する必要がある。

【０２８１】有効Ｆナンバーの大きい、すなわち平行度
の良好な照明光を形成する場合、点光源に近い発光体を
用いなければ光損失が増加して高い光利用効率を得るこ
とは難しい。これに対し、一般にショートアーク型とし
て知られるメタルハライドランプの発光体は５〜１０mm
程度の長さであり、点光源に近いとして知られるキセノ
ンランプの発光体は、２〜４mm程度の長さである。これ
らの発光体から放射される光を効率良く集光してライト
バルブ上を照明する光を形成すると、いずれの場合も、
ある程度の照射角を有するので、投写レンズの有効Ｆナ
ンバーをこれに整合させる必要がある。

【０２８２】光損失を増加させることなく照明光の有効
Ｆナンバーを大きくするために、発光体の大きさを小さ
くしようとすると、一般的なランプは寿命特性などの発
光特性が極端に劣化するので問題がある。また、発光体
に対して相対的に大きい表示領域のライトバルブを用い
ることは有効であるが、コンパクトな投写型表示装置を
構成することが困難となり、コストが高くなるので問題
がある。

【０２８３】従って、ＰＤ液晶表示パネルを用い、光損
失の少ない投写型表示装置を構成し、明るくコントラス
トの高い投写画像を得るには、照明光の有効Ｆナンバー
と投写レンズの有効Ｆナンバーを整合させる必要があ
る。ライトバルブから出射する光に対し、投写レンズが
必要最小限の開口を提供するので、投写レンズ内の迷光
を低減でき、コントラストの高い投写画像を得る。

【０２８４】また、照明光の有効Ｆナンバーと投写レン
ズの有効Ｆナンバーは、ライトバルブの表示領域上のあ
らゆる点において、良好に整合させることが好ましい。
特に、ライトバルブとしてＰＤ液晶表示パネルを用いる
場合、投写画像の全領域におけるコントラストを均一に
するために重要である。そのためには、ライトバルブ上
の軸上点だけではなく、あらゆる軸外点について、照明
光の照射角と投写レンズの集光角を良好に制約できる必
要がある。従来、このように照明光の有効Ｆナンバーと
投写レンズの有効Ｆナンバーを制御することは難しく、
その結果、投写画像の画質が低下するので問題があっ
た。

【０２８５】上記問題点を解決した本発明の投写型表示
装置の構成図を（図２５）に示す。本発明の投写型表示
装置は、光発生手段としての発光体２５２と、発光体の
放射する光を集光する集光手段と、集光手段から出射す
る光が入射する光伝達手段と、光伝達手段から出射する
光により照明される光変調手段としての本発明の表示パ
ネル（ライトバルブ２０４）と、ライトバルブ２０４上
の光学像をスクリーン上に投影する投写手段としての投
写レンズ２５１と、ライトバルブ２０４の入射側に配置
される第１開口絞り２５６と、ライトバルブの出射側に
配置される第２開口絞り２５８とを備えている。

【０２８６】光伝達手段は入力部収束レンズアレイ２５
４と中央部収束レンズアレイ２５５と出力部収束レンズ
２５７からなり、入力部収束レンズアレイ２５４は複数
の入力部収束レンズ２５９を二次元状に配列してなり、
中央部収束レンズアレイ２５５は複数の入力部収束レン
ズ２５９と同数で対を成す複数の中央部収束レンズ２６
０を二次元状に配列してなる。

【０２８７】入力部収束レンズ２５９の各々は対応する
中央部収束レンズ２６０の各々の主平面近傍に複数の二
次発光体を形成し、中央部収束レンズ２６０の各々は出
力部収束レンズ２５７と相まって対応する入力部収束レ
ンズ２５９の各々の主平面近傍の物体の像の各々を重畳
形態としてライトバルブ２０４の有効表示領域近傍に形
成し、出力部収束レンズ２５７は複数の二次発光体から
出射する光を投写レンズ２５１に有効に到達せしめる。

【０２８８】第１開口絞り２５６は複数の二次発光体の
近傍に配置し、第１開口絞り２５６から第２開口絞り２
５８に至る光路に介在する光学素子は第１開口絞り２５
６と第２開口絞り２５８を略共役の関係とならしめ、第
１開口絞り２５６は主として二次発光体の有効領域を通
過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有し、第２
開口絞り２５８は前記ライトバルブの最白表示状態にお
いて第１開口絞り２５６を通過した光を選択的に通過せ
しめる開口形状を有するようにしたものである。

【０２８９】以下、まず（図２５）を用いて本発明の投
写型表示装置の光学系の基本構成について説明をする。
投写型表示装置は、主として、光発生手段としてのメタ
ルハライドランプ２５６ａ、放物面鏡２０６ｂ、ＵＶ−
ＩＲカットフィルタ２０１ｃからなる光源２０６、入力
部収束レンズアレイ２５４、中央部収束レンズアレイ２
５４、絞り２５６、出力部収束レンズ、本発明の表示パ
ネルであるＰＤ液晶表示パネル２０４、投写手段として
の投写レンズ２５１、絞り２５８から構成される。投写
レンズ２５１は、前レンズ群２５１ａと後レンズ群２５
１ｂから構成される。出力部収束レンズ２５７と後群レ
ンズ２５１ｂは、絞り２５６と絞り２５８を互いに共役
の関係とする。

【０２９０】入力部収束レンズアレイ２５４は、複数の
入力部収束レンズ２５９を二次元状に配列して構成す
る。その構成の一例を（図２７）に示す。矩形の開口を
有する１０個の入力部収束レンズ２５９を正円の領域に
内接するように配列している。１０個の入力部収束レン
ズ２５９は、同一開口形状の平凸レンズであり、矩形開
口の長辺と短辺の比を４：３としている。つまり、ＰＤ
液晶表示パネル２０４の有効表示領域の画面形状にして
いる。もし、画面形状が１６：９であれば入力部収束レ
ンズ２５９も１６：９にする。

【０２９１】中央部収束レンズアレイは、複数の中央部
収束レンズ２６０を二次元状に配列して構成する。入力
部収束レンズ２５９と同数で同一開口を有する中央部収
束レンズ２６０を、入力部収束レンズアレイ２５４と同
様に配列している。

【０２９２】投写型表示装置における照明の手順を説明
する。メタルハライドランプ２０６ａの発光体２５２か
ら放射される光は、放物面鏡２０６ｂにより反射されて
光軸２６４とおよそ平行に進行し、入力部収束レンズア
レイ２５４に入射する。放物面鏡２０６ｂから出射する
光の断面形状は一般に正円となるので、入力部収束レン
ズ２５９の開口の総和がこれに内接するように入力部収
束レンズアレイ２５４を構成する。入力部収束レンズア
レイ２５４を通過した光は、入力部収束レンズ２５９と
同数の部分光束に分割され、各部分光束は、ＰＤ液晶表
示パネル２０４の有効表示領域を照明する。

【０２９３】入力部収束レンズ２５９を通過した光は、
各々、対応する中央部収束レンズ２６０の開口に導かれ
て収斂される。中央部収束レンズ２６０の各々の開口上
には、二次発光体、例えば２６１Ａ、２６１Ｂが形成さ
れる。中央部収束レンズアレイ２５５上に形成される複
数の二次発光体２６１の一例を、（図２８）に模式的に
示す。中央部収束レンズ２６０は、各々、対応する光を
ＰＤ液晶表示パネル２０４の表示領域上に有効に伝達す
る。具体的に、対応する入力部収束レンズ２５９の主平
面上の物体、例えば、２６２Ａ、２６２Ｂ、の実像２６
３をＰＤ液晶表示パネル２０４の表示領域近傍に形成す
る。ただし、各々の中央部収束レンズ２６０は適当に偏
心させており、複数の像を重畳させて１つの実像２６３
を形成する。

【０２９４】以上の構成によれば、ＰＤ液晶表示パネル
２０４の表示領域と入力部収束レンズ２５９の各々の開
口とは、互いにおよそ共役の関係となる。従って、入力
部収束レンズ２５９の開口をＰＤ液晶表示パネル２０４
の表示領域と相似形状とすれば、照明光の断面と表示領
域の形状を整合させて、光損失を抑制できる。従って、
（図２７）に示した入力部収束レンズアレイ２５４は、
ＮＴＳＣに対応したアスペクト比が４：３の映像を表示
するＰＤ液晶表示パネル２０４と組み合わせて用いると
よい。

【０２９５】一般に、放物面鏡などの凹面鏡から出射す
る光には、比較的大きな明るさむらがある。明るさむら
の大きい光をそのまま伝達してＰＤ表示液晶パネル２０
４を照明すると、投写画像の明るさの均一性が低下す
る。明るさが比較的均一な領域のみを利用して照明する
と、利用できない光が増加するので光利用効率が低下す
る。これに対し、本発明の投写型表示装置は、高い光利
用効率を得ると共に、明るさの均一性の優れた投写画像
を得ることができる利点がある。その理由を以下に述べ
る。

【０２９６】入力部収束レンズアレイ２５４は、明るさ
むらの大きな光を複数の部分光束に分割する。各部分光
束の入力部収束レンズ２５９の開口上における明るさむ
らは、分割前の光束断面の明るさむらと比較して小さ
い。中央部収束レンズ２６０の各々は、明るさむらの少
ない部分光束を適当な大きさに拡大し、ＰＤ液晶表示パ
ネル２０４の表示領域上に重畳させる。従って、明るさ
の均一性の良好な照明を実現できる。

【０２９７】入力部収束レンズ２５９の開口の総和を入
射する光束の断面に内接させるので、入力部収束レンズ
アレイ２５４における光損失は少ない。また、中央部収
束レンズ２６０の開口の各々を二次発光体２６１に対し
て十分な大きさとするので、中央部収束レンズアレイ２
５５における光損失は少ない。さらに、ＰＤ液晶表示パ
ネル２０４に入射する光の断面を表示領域の形状に整合
させるので、ＰＤ液晶表示パネル２０４における光損失
は少ない。従って、発光体２５２から放射される光の大
部分は、放物面鏡２０６ｂにより反射され、入力部収束
レンズアレイ２５４、中央部収束レンズアレイ２５５、
出力部収束レンズ２５７、ＰＤ液晶表示パネル２０４を
通過して投写レンズ２５１に到達する。従って、投写レ
ンズ２５１における光損失を抑制すれば、高い光利用効
率を実現し、明るく、明るさの均一性の優れた投写画像
を得る。

【０２９８】ところで、中央部収束レンズアレイ２５５
上には離散的に複数の二次発光体２６１が形成されるの
で、この場合の照明光の有効Ｆナンバーは、二次発光体
２６１の面積の総和から等価的に換算される照射角から
定める必要がある。一方、ＰＤ液晶表示パネル２０４か
ら光軸２６４と最も角度を成して出射する光の集光角
は、この等価的な照射角よりも大きな値となる。従っ
て、光損失を抑制するためには、投写レンズ２５１の有
効Ｆナンバーを照明光の実効的な有効Ｆナンバーよりも
小さくする必要がある。これは、ＰＤ液晶表示パネル２
０４の場合に、投写画像のコントラストを低下させるの
で問題がある。

【０２９９】これに対し、本実施例の投写型表示装置
は、絞り２５６と絞り２５８の働きにより、光損失を増
加させることなく照明光側と投写レンズ側の開口をいず
れも必要最小限の大きさにできるので、コントラストの
低下を抑制できる。具体的には、離散的に形成される二
次発光体２６１の有効領域に合わせて、照明光側の絞り
２５６の開口を（図２９）に示すような形状とする。破
線は（図２９）の中央部収束レンズ２６０の各々の開口
に対応する。また、投写レンズ側の絞り２５８の開口上
には二次発光体２６１の実像が形成されるので、絞り２
５８の開口形状も、絞り２５６の開口形状と同様にす
る。これにより、絞り２５６を通過した光は絞り２５８
を通過するので、高い光利用効率を実現できる。同時
に、投写レンズ２５１は照明光が必要とする必要最小限
の開口を提供するので、コントラストの高い表示画像を
実現できる。その結果、明るく高画質の投写画像を提供
できるので、非常に大きな効果を得ることができる。

【０３００】本発明の投写型表示装置に用いる入力部収
束レンズアレイ２５４、中央部収束レンズアレイ２５
５、絞り２５６、絞り２５８は、以下のように構成する
となお良い。（図３０）は、この場合の中央部収束レン
ズアレイ２５５の構成を示す。一般に、二次発光体２６
１の大きさは、光軸近傍に位置する入力部収束レンズ２
５９の形成するものほど大きい。従って、中央部収束レ
ンズ２６０の各々の開口は必ずしも同一である必要はな
く、二次発光体２６１の各々に対して必要十分な大きさ
とすればよい。開口を有効に異ならせた複数の中央部収
束レンズ２６０を凝集して配列し、中央部収束レンズア
レイ２５５を構成すれば、開口領域の総和を小さくでき
る利点がある。中央部収束レンズアレイ２５５と組み合
わせる入力部収束レンズアレイ２５４は、（図２８）に
示したものと同様に構成し、入力部収束レンズの各々を
適当に偏心させ、対応する中央部収束レンズ２６０の開
口中心に二次発光体２６１を形成すればよい。

【０３０１】この場合、照明光側の絞り２５６の代わり
に（図３１）に示す開口形状の絞り２５６を用いるとよ
い。投写レンズ側の絞り２５８についても同様である。
これにより、光損失を生じることなく、中央部収束レン
ズアレイの開口径を小さくでき、かつ、投写レンズ２５
１のレンズ径を小さくできる利点がある。

【０３０２】本実施例の投写型表示装置は、以上述べた
ように離散的に複数の二次発光体を形成してライトバル
ブを照明する場合に、より大きな効果を得る。最大集光
角の大きな投写レンズを用いたとしても、離散的に複数
の開口を有する絞りを備えることで、ライトバルブから
出射する光に対して必要最小限の開口を提供できる。そ
の結果、明るくコントラストの高い投写画像を得ること
ができる。

【０３０３】（図２６）は（図２５）を基本構成として
３枚の本発明の表示パネル２０４を用いてカラー画像を
表示できるようにした投写型表示装置の構成図である。
なお、（図２５）においてカラー画像を表示するために
は、（図５７）等で示すカラーフィルタ付の本発明の表
示パネルをライトバルブとして用いればよい。

【０３０４】メタルハライドランプ２０６ａは、三原色
を含む光を放射する発光体２５２を形成する。（図２
５）に示したものと同様の手順により、ＰＤ液晶表示パ
ネル２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの各表示領域を照明
する。ただし、ダイクロイックミラー２６６ａ、２６６
ｂと、平面ミラー２６５ｂの働きにより、照明光は三原
色の色光に分解され、それぞれ対応するＰＤ液晶表示パ
ネル２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃの表示領域上に導か
れる。

【０３０５】ＰＤ液晶表示パネル２０４は、各々の表示
領域上には外部から供給される映像信号に応じて、三原
色に対応した光学像が形成される。投写レンズ２５１
は、前レンズ群２５１ａ、後レンズ群２５１ｂから構成
され、三原色の光学像をスクリーン上に拡大投影する。
ＰＤ液晶表示パネル２０４から出射する光は、ダイクロ
イックミラー２６６ｃ、２６６ｄと、平面ミラー２６５
ａの働きにより一つの光路が合成されるので、フルカラ
ーの投写画像を得る。

【０３０６】照明光側の絞り２５６と投写レンズ側の絞
り２５８は、（図２９）または（図３１）に示したもの
と同様のものを、同様の目的で用いる。絞り２５６と絞
り２５８が互いに共役の関係となるように、出力部収束
レンズ２５７と後群レンズ２５１ａを適切に構成する。
以上のように構成することにより、色再現性がなく、か
つ高輝度、高コントラスト表示のカラー表示の投写型表
示装置を実現できる。他の点については（図２５）で説
明したので説明を省略する。

【０３０７】本発明の表示パネルを用いてビデオカメラ
等の再生画像表示装置として用いるビューファインダを
構成することもできる。なお、ビューファインダとは発
光源と液晶表示パネルおよび前記液晶表示パネルの画像
を拡大してみるレンズ等を具備するものをいい、以下に
説明するビデオカメラ用のビューファインダ、また、ヘ
ッドマウントディスプレイの画像表示部の構成等が該当
する。（図３２（ａ））は本発明のビューファインダの
外観図である。２５８は接眼カバーであり、２５９はビ
デオカメラとの取り付け金具である。２５７はボデーで
あり、前記ボデー２５７内にレンズおよび本発明の透過
型の表示パネル２５４等が格納されている。

【０３０８】（図３２（ｂ））は（図３２（ａ））に示
すボデー２５７内部の構成を示している。２５１は発光
素子、２５３は集光レンズ、２５４は本発明の表示パネ
ル、２５６は拡大レンズである。

【０３０９】一例として、表示パネル２５４の表示領域
の対角長は２８ｍｍであり、集光レンズ２５３は有効直
径が３０ｍｍ、焦点距離が１５ｍｍである。集光レンズ
２５３の焦点の近傍に発光素子２５１が配置されてい
る。集光レンズ２５３は平凸レンズであり、平面を発光
素子２５１側に向けている。ボデー２５７の端部に接眼
リング２５５が装着されている。接眼リング２５５に
は、拡大レンズ１６６が装着されている。ボデー２５７
の内面は不要光を吸収するための黒色あるいは暗色にし
ている。

【０３１０】２５２は中央部に円形の穴のあいた遮光板
である。発光素子２５１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２５２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。前述
のような表示パネルの表示領域の対角長が２８ｍｍの場
合、光を放射する領域は１５ｍｍ²以下にすべきであ
る。これは直径がほぼ４ｍｍ強のピンホールの穴径に相
当する。好ましくは１０ｍｍ²以下とすべきである。し
かし、あまり穴の直径を小さくしすぎると、光の指向性
が必要以上に狭くなり、ビューファインダを見る際に、
視点を少しずらしただけで極端に表示画面が暗くなる。
したがって、穴の面積は少なくとも２ｍｍ²以上の領域
を確保すべきである。一例として、直線３ｍｍの穴径の
時、従来の面光源を用いるビューファインダと同等の表
示画面の輝度が得られ、その時のコントラストも良好で
あった。光を放射する領域、つまり穴径は直径０．５ｍ
ｍから５ｍｍ以下の範囲と考えられるべきである。ただ
し、これは表示画面の対角長が２８ｍｍの場合であっ
て、対角長が長くなれば、対角長に応じて最適な穴径も
変化する。

【０３１１】発光素子２５１から広い立体角に放射され
た光は、集光レンズ２５３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２５４の対向電極（図示
せず）側から入射する。観察者は、接眼リング２５５に
眼を密着させて、もしくは接眼カバー２５８に密着させ
て、表示パネル２５４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２５４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２５３は発光素子２５１から放射され、
前記集光レンズ２５３の有効領域に入射する光が拡大レ
ンズ２５６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。レンズ２５５は拡大レンズとして機
能するので、観察者は表示パネル２５４の小さな表示画
像を拡大して見ることができる。

【０３１２】ビューファインダは観察者の瞳の位置が接
眼カバー２５８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。

【０３１３】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
２５３により平行に近い光に変換する。こうすると、集
光レンズ２５３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。通常の直視液晶
表示装置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。

【０３１４】集光レンズ２５３が無収差で、透過率が１
００％の場合、集光レンズを通して見た発光体の輝度は
発光体自身の輝度と等しい。カラーフィルタ、偏光板、
画像の開口率等を含めた表示パネルの最大透過率を３
％、集光レンズ１６３の透過率を９０％、ビューファイ
ンダとして必要な輝度を１５〔ｆｔ−Ｌ〕とすると、光
源に必要な輝度は約５６０〔ｆｔ−Ｌ〕となる。これら
を満足する発光素子としては陰極線管、蛍光管等の発光
原理を用いた発光管、蛍光発光素子、キセノンランプ、
ハロゲンランプ、タングステンランプ、メタルハライド
ランプ、ＬＥＤ、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅ
ｓｃｅｎｃｅ）などの電子の動作により発光する素子、
ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）
などの放電により発光するもの等の自己発光を行なうも
のが例示される。これらのどの発光素子でも光発生手段
として用いてもよいが、中でも低消費電力、小型、白色
発光を行える等の点から、発光管、ＬＥＤおよび蛍光発
光素子が最適である。中でも、ミニパイロ電機（株）の
ルナパステル０７シリーズ（直径７ｍｍの発光管）が消
費電力も少なく最適である。

【０３１５】表示パネル２５４は、各画素への印加電圧
を変えるとその画素の光散乱度合が変化する。電圧無印
加の場合に光散乱度合が最も大きく、印加電圧を大きく
すると、光散乱度合が減少する。指向性の狭い光を表示
パネル２５４に入射し、光散乱度合を変化させると、そ
の画素からの観察者の瞳に入射する光量が変化する。つ
まり、観察者からみた画素の輝度が変化するので、これ
を利用して画像表示を行う。

【０３１６】表示パネル２５４にはモザイク状のカラー
フィルタ（図示せず）が取り付けられている。画素配置
はデルタ配置であり、画素数は約１０万画素である。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。特にＰＤ液晶表示パネル
は、長波長の光（赤色光）に対する散乱特性が悪い。そ
こで、赤の画素の液晶層厚を他の青、緑の画素よりも液
晶層厚を厚くすれば、散乱特性を向上させることがで
き、赤、緑、青の諧調性を揃えることができる。つま
り、（図５７）から（図６０）の構成の本発明の表示パ
ネルを用いればよい。

【０３１７】表示パネル２５４からの出射光の一部は観
察者の瞳に入射するが、他の光は迷光となり、表示画像
のコントラストを低下させる要因となる。この問題を回
避するために、ボデー２５７と接眼リング２５８の内面
は、光の反射を防止するために黒色あるいは暗色として
いる。

【０３１８】集光レンズ２５３は平面、つまり曲率半径
の大きい面を発光体２５１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２５４の表示画
像の輝度均一性を良好にするためである。ただし、集光
レンズ２５３は前述の平凸レンズに限定するものではな
く、通常の正レンズでもよいことは言うまでもない。

【０３１９】接眼リング２５５のボデー２５７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２５
８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２５４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２５１
からの光の放射方向を最適な方向に移動させればよい。
そのため、発光素子２５１は、前後あるいは左右に多少
移動できるように位置調整機構が付加しておくことが好
ましい。

【０３２０】以上のように本発明のビューファインダは
発光素子２５１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２５３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。

【０３２１】なお、本発明の表示パネルにおいて２４は
説明を容易にする観点からＰＤ液晶であるとして説明を
したが、これに限定するものではない。動的散乱モード
（ＤＳＭ）液晶等の散乱一透過により光を変調するもの
に置きかえてもよい。また、強誘電液晶も比較的膜厚が
厚いとき散乱現象をおこすことが知られている。したが
って、強誘電液晶を用いてもよい。その他、光散乱状態
の変化として光学像を形成する（光変調を行なう）もの
としてＰＬＺＴが知られている。本発明の表示パネルお
よびそれを用いた表示装置はこれらを包含するものであ
る。

【０３２２】また、（図１）に示すように本発明の表示
パネルに用いるアレイ基板の構成は前段ゲート方式とし
たが、これに限定するものではない。たとえば、画素電
極１１とゲート信号線１３とが積層されず、別の層に形
成した電極と画素電極１１との間に付加コンデンサ４４
を形成する共通電極方式であってもよい。この場合、ゲ
ート信号線１３から発する電気力線はシールドされな
い。したがって、ゲート信号線１３と画素電極１１間の
横電界対策が重要となる。この対策としては、ゲート信
号線１３およびその近傍に低誘電体膜１８５、低誘電体
粒５６２あるいは遮光柱５７１を形成することにより行
えばよい。

【０３２３】また、（図２２）の本発明の投写型表示装
置において、ライトバルブとして用いる本発明の表示パ
ネルに偏光板２７７を付加する場合、偏光板２７７の偏
光軸７３は入射する光の帯域の狭い偏光（Ｐ偏光または
Ｓ偏光）の方向にするとした。また、好ましくは、（図
５）（図７）に示す横電界の発生方向を考慮して駆動方
法を決定するとした。

【０３２４】これらの技術的思想は、（図２０）（図２
１）さらに（図２６）に示す本発明の透過型の表示パネ
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
にも適応できる。たとえば、（図２０）の投写型表示装
置において、各表示パネルの光入射側に偏光板７１を配
置する場合はＰ偏光の方向と偏光板７１の偏光軸７３を
一致させればよい。Ｐ偏光の方が光の帯域が狭いからで
ある。また、（図２６）では表示パネル２０４ａと２０
４ｂの入射側に配置する偏光板７１の偏光軸７３はＰ偏
光の方向に、表示パネル２０４ｃの入射側に配置する偏
光板７１の偏光軸７３はＳ偏光の方向にする。（図２
１）（図２３）の投写型表示装置でも同様に構成すれば
よい。

【０３２５】

【発明の効果】本発明の請求項１から４に記載の液晶表
示パネルの効果として主として共通する事項は、画素電
極周辺部等からの光抜けを防止し表示コントラストを大
幅に改善したことである。

【０３２６】本発明の請求項１に記載の液晶表示パネル
のように、カラーフィルタでソース信号線等を被覆し、
電磁シールドすれば、カラーフィルタを形成する際にソ
ース信号線等を同時に被覆するだけであるから製造上容
易である。また、カラーフィルタは樹脂材料であり比較
的比誘電率が低く、低誘電体膜と同様、信号線からの電
界は、ほぼ完全にシールドされるため、光抜けは全く発
生しない。

【０３２７】また、本発明の請求項２に記載の液晶表示
パネルによれば、低誘電体柱を形成することにより、信
号線からの電界は、ほぼ完全にシールドされるため、光
抜けは全く発生しない。低誘電体柱は液晶層の膜厚を規
定する機能をも有する。つまり、液晶膜厚を規定するビ
ーズとしての役割をはたす。また、低誘電体柱を着色し
て遮光柱にすれば、液晶層内等で発生するハレーション
を防止することができる。

【０３２８】本発明の請求項３に記載の液晶表示パネル
によれば、隣接した画素に逆極性の信号を印加するた
め、請求項１記載の液晶表示パネルの効果に加えて、横
電界の発生が抑制され、さらに光抜けが抑制され高コン
トラスト表示を実現できる。

【０３２９】本発明の請求項４に記載の液晶表示パネル
によれば、隣接した画素に逆極性の信号を印加するた
め、請求項２記載の液晶表示パネルの効果に加えて、横
電界の発生が抑制され、さらに光抜けが抑制され高コン
トラスト表示を実現できる。

【０３３０】本発明の請求項５に記載の投写型表示装置
は、本発明の請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示
パネルをライトバルブとして用いることにより、画素周
辺部からの光抜けが防止され高コントラスト表示を実現
できる。

【０３３１】本発明の請求項６記載のビューファインダ
は、発光素子の小さな発光体から広い立体角に放射され
る光を集光レンズで平行に近く指向性の狭い光に変換
し、表示パネルで変調して画像を表示するため、消費電
力が少なく、輝度むらも少なくなる。画素周辺部からの
光抜けもなく、良好な画像表示を実現できる。

【０３３２】

【０３３３】

【０３３４】

【０３３５】

【０３３６】

【０３３７】

【０３３８】

【０３３９】

【０３４０】

【０３４１】

【０３４２】

【０３４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示パネルの一実施例の平面図

【図２】本発明の表示パネルの一実施例の断面図

【図３】本発明の表示パネルの説明図

【図４】本発明の表示パネルの等価回路図

【図５】本発明の表示パネルの説明図

【図６】本発明の表示パネルの説明図

【図７】本発明の表示パネルの他の実施例の説明図

【図８】本発明の表示パネルの他の実施例の説明図

【図９】本発明の表示パネルの説明図

【図１０】本発明の表示パネルの他の実施例の平面図

【図１１】本発明の表示パネルの断面図

【図１２】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図１３】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図１４】本発明の表示パネルの駆動回路のブロック図

【図１５】本発明の表示パネルの駆動回路のブロック図

【図１６】本発明の表示パネルの駆動方法を説明するた
めの説明図

【図１７】本発明の表示パネルの駆動方法を説明するた
めの説明図

【図１８】本発明の反射型の表示パネルの断面図

【図１９】本発明の反射型表示パネルの説明図

【図２０】本発明の投写型表示装置の構成図

【図２１】本発明の投写型表示装置の他の実施例におけ
る構成図

【図２２】本発明の投写型表示装置の他の実施例におけ
る構成図

【図２３】本発明の投写型表示装置の他の実施例におけ
る構成図

【図２４】本発明の投写型表示装置の説明図

【図２５】本発明の投写型表示装置の構成図

【図２６】本発明の投写型表示装置の構成図

【図２７】本発明の投写型表示装置の説明図

【図２８】本発明の投写型表示装置の説明図

【図２９】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３０】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３１】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３２】本発明のビューファインダの外観図および断
面図

【図３３】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図３４】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図３５】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図３６】本発明の表示パネルの説明図

【図３７】ＰＤ液晶の動作の説明図

【図３８】本発明の表示パネルの説明図

【図３９】従来の表示パネルの断面図

【図４０】従来の表示パネルの説明図

【図４１】従来の表示パネルの説明図

【図４２】従来の表示パネルの課題の説明図

【図４３】本発明の表示パネルの特性図

【図４４】本発明の表示パネルの特性図

【図４５】本発明の表示パネルの特性図

【図４６】本発明の表示パネルの特性図

【図４７】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図４８】本発明の表示パネルの一部平面図

【図４９】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図５０】本発明の表示パネルの他の実施例における構
成図

【図５１】本発明の表示パネルの変形例の説明図

【図５２】本発明の表示パネルの他の実施例の構成図

【図５３】本発明の表示パネルの変形例の説明図

【図５４】本発明の表示パネルの説明図

【図５５】本発明の表示パネルの説明図

【図５６】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図５７】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図５８】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図５９】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図６０】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図６１】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図６２】本発明の表示パネルの他の実施例の断面図

【図６３】本発明の投写型表示装置の他の実施例の構成
図

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 画素電極 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ ＴＦＴ １３ａ，１３ｂ ゲート信号線 １４ａ，１４ｂ ソース信号線 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ 遮光膜 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ ＢＭ ２１ 対向基板 ２２ アレイ基板 ２３ 対向電極 ２４ 液晶層 ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ 絶
縁膜 ３１ 水滴状液晶 ３２ ポリマー ４１ ゲートドライブ回路 ４２ ソースドライブ回路 ４３ 画素 ４４ 付加コンデンサ ５１ 液晶分子 ５２ 電気力線 ７１ａ，７１ｂ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ 偏光
板 ７２ 液晶表示パネル ７３ 偏光軸 ７４ 横電界発生方向 １２１ 遮光膜 １４１ アンプ １４２ 位相分割回路 １４３ 出力切り換え回路 １４４ ドライブ制御回路 １８１ａ，１８１ｃ 誘電体薄膜 １８１ｂ 対向電極 １８２，１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃ 反射電極 １８３ 接続部 １８４ 絶縁膜 １８５ 低誘電体膜 ２０１ 光源 ２０１ａ ランプ ２０１ｂ 凹面鏡 ２０１ｃ ＵＶＩＲカットフィルタ ２０２ リレーレンズ ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２２３ａ，２２３ｂ，
２２３ｃ，２６６ａ，２６６ｂ，２６６ｃ，２６６ｄ
ダイクロイックミラー ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２０４ａ，
２０４ｂ，２０４ｃ液晶表示パネル ２１７Ｒ，２１７Ｇ，２１７Ｂ，２０５ａ，２０５ｂ，
２０５ｃ，２１８，２２１，２５１ 投写レンズ ２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０８ａ，２０８ｂ，
２０８ｃ レンズ群 ２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ アパーチャ ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２２２，２６５ａ，２
６５ｂ ミラー ２１６Ｒ，２１６Ｇ，２１６Ｂ フィールドレンズ ２２４ 光軸 ２２５ａ 入射光線 ２２５ｂ 出射光線 ２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｃ 表示パネル ２２８ スクリーン ２３１ 光結合剤 ２３２ａ，２３２ｂ 光分離面 ２３３ 補助レンズ ２３４ ダイクロイックプリズム ２４２ 光入出射面 ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ 光吸収膜 ２５２ 発光体 ２５４ 入力部収束レンズアレイ ２５５ 中央部収束レンズアレイ ２５６，２５８ 絞り ２５７ 出力部収束レンズアレイ ２５９ 入力部収束レンズ ２６０ 中央部収束レンズ ２６１ 二次発光体 ２６３ 実像 ２６４ 光軸 ２６７ａ，２６７ｂ，２６７ｃ 補助レンズ ２５１ 発光ランプ ２５２ アパーチャ ２５３ 集光レンズ ２５４ 表示パネル ２５５ 接眼リング ２５６ 接眼レンズ ２５７ ボデー ２５８ 接眼ゴム ２５９ 取付け金具 ２６１ 入射光 ２６２ 法線 ２６３ 振動方向 ２６４ ダイクロイックミラー ２６５ Ｐ偏光軸 ２６６ 光分離面 ２６７ Ｐ偏光 ２６８ Ｐ偏光面 ２６９ 偏光板の偏光軸 ３８１ 偏光ビームスプリッタ ３８２ 光分離面 ２７１ ＢＭ ２７２ ＴＮ液晶層 ２７３ａ，２７３ｂ 配向膜 ４０１ ライトバルブ ４１１ 画素開口部 ４１２ 逆ドメイン領域 ４７１ 凸部 ４７２ ソース信号線 ４９１ 遮光膜 ４９２ 絶縁膜 ５０１ａ，５０１ｂ 透明基板 ５０２ａ，５０２ｂ 光結合剤 ５１１ 光吸収膜 ５１２ 凹レンズ ５１３ 凸レンズ ５２１ 反射防止膜 ５５１ 入射光 ５５２ 散乱光 ５５３ 反射光 ５５４ 透過光 ５５５ 界面 ５６１ ＢＭ ５６２ 低誘電体柱 ５６３，５６４ 電気力線 ６１１ａ，６１１ｂ 誘電体薄膜（紫外線吸収膜） ６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ カラーフィルタ ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−103830（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200928（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−280015（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5876（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−150747（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−158439（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224189（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−67516（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55590（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリックス状に配置された第１の画素電
   極及び第２の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、 前記第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層
   と、 前記第１の画素電極と積層状態で形成された第１のカラ
   ーフィルタと、前記第１の画素電極に隣接して配置された前記第２の画
   素電極と積層状態で形成された第２のカラーフィルタと
   を具備し、 前記隣接した第１の画素電極と第２の画素電極との間
   で、前記第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタ
   とが重ねられ、 前記カラーフィルタの比誘電率は、前記液晶層の比誘電
   率よりも低い ことを特徴とする液晶表示パネル。
2. 【請求項２】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、 前記第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層
   と、 前 記液晶層の膜厚と略一致し、前記液晶層の膜厚を規定
   する誘電体柱とを具備し、前記誘電体柱の比誘電率は、前記液晶層の比誘電率より
   も低く、 前記誘電体柱は、前記液晶層で変調する光を吸収する色
   素または染料を含有する ことを特徴とする液晶表示パネ
   ル。
3. 【請求項３】マトリックス状に配置された第１の画素電
   極及び第２の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、 前記第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層
   と、 前記第１の画素電極と積層状態で形成された第１のカラ
   ーフィルタと、前記第１の画素電極に隣接して配置された前記第２の画
   素電極と積層状態で形成された第２のカラーフィルタ
   と、 ソース信号線に映像信号を印加するソースドライバ回路
   とを具備し、 前記ソースドライバ回路は隣接した前記ソース信号線に
   逆極性の映像信号を印加し、前記隣接した第１の画素電極と第２の画素電極との間
   で、前記第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタ
   とが重ねられ、 前記カラーフィルタの比誘電率は、前記液晶層の比誘電
   率よりも低い ことを特徴とする液晶表示パネル。
4. 【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、 前記第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層
   と、 前記液晶層の膜厚と略一致し、前記液晶層の膜厚を規定
   する誘電体柱と、 ソース信号線に映像信号を印加するソースドライバ回路
   とを具備し、 前記ソースドライバ回路は隣接した前記ソース信号線に
   逆極性の映像信号を印加し、 前記誘電体柱の比誘電率は、前記液晶層の比誘電率より
   も低く、 前記誘電体柱は、液晶層で変調する光を吸収する色素ま
   たは染料を含有することを特徴とする液晶表示パネル。
5. 【請求項５】光発生手段と、 請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示パネ
   ルと、 前記液晶表示パネルで変調された光を投写する投写手段
   とを具備することを特徴とする投写型表示装置。
6. 【請求項６】光発生手段と、 前記光発生手段からの出射光を変調する請求項１から請
   求項４のいずれかに記載の液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルの光学像を拡大し、かつ拡大した光
   学像を観察者に見えるようにする拡大表示手段とを具備
   することを特徴とするビューファインダ。