JPH0452623A - アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 - Google Patents
アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置Info
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- JPH0452623A JPH0452623A JP2161412A JP16141290A JPH0452623A JP H0452623 A JPH0452623 A JP H0452623A JP 2161412 A JP2161412 A JP 2161412A JP 16141290 A JP16141290 A JP 16141290A JP H0452623 A JPH0452623 A JP H0452623A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、投射型テレビ等に用いられるアクティブマト
リックス光変調素子に関するものである。
リックス光変調素子に関するものである。
［従来の技術］
大画面テレビに対する要求が高まっており、ＣＲＴに代
わる一つの方式として投射型液晶テレビの開発が行われ
ている。従来光変調素子としてはＴ Ｎ （Ｔｗｉｓｔ
ｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃｌ型の液晶をアクティブマトリッ
クス基板と対向基板との間に挟持したものが用いられて
いた。光源からの光は対向基板側から入射するように光
変調素子は配置されるが、対向基板上には網目状の遮光
膜が形成されていて、能動素子部分には入射する光が直
接照射されないようになっている。偏光膜を必要とする
ため明るさが不十分であり、偏光膜を必要としない光散
乱型の光変調素子の開発が望まれている。
わる一つの方式として投射型液晶テレビの開発が行われ
ている。従来光変調素子としてはＴ Ｎ （Ｔｗｉｓｔ
ｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃｌ型の液晶をアクティブマトリッ
クス基板と対向基板との間に挟持したものが用いられて
いた。光源からの光は対向基板側から入射するように光
変調素子は配置されるが、対向基板上には網目状の遮光
膜が形成されていて、能動素子部分には入射する光が直
接照射されないようになっている。偏光膜を必要とする
ため明るさが不十分であり、偏光膜を必要としない光散
乱型の光変調素子の開発が望まれている。
［発明が解決しようとする課題］
ＴＮ型の光変調素子においては液晶セルの内部において
対向基板方向よりの入射光は直進し、液晶を通ってもそ
の進行方向が変わることはない。従ってアクティブマト
リックス基板の能動素子を配した面と反対側の面（以下
出射面という）で反射する光は再び同じ方向を逆向きに
進むのみである。これに対して従来の光散乱型の光変調
素子においては液晶セルの内部において入射光４７は該
セル内部の液晶によって、屈折させられその進行方向を
大きく変えるので、該セルの基本的構成の断面図である
第２図のように出射面で反射した反射光の一部４８は能
動素子４４まで到達する。そのため投射型テレビの場合
にはきわめて強い光源を用いるので僅かな割合の反射光
であっても能動素子に到達するとノーク電流を増加させ
、コントラストの低下を招くという欠点がある。尚第２
図において４２は対向基板、４６は遮光膜、４１はアク
ティブマトリックス基板、４３は液晶樹脂複合体、４５
は画素表示電極である。
対向基板方向よりの入射光は直進し、液晶を通ってもそ
の進行方向が変わることはない。従ってアクティブマト
リックス基板の能動素子を配した面と反対側の面（以下
出射面という）で反射する光は再び同じ方向を逆向きに
進むのみである。これに対して従来の光散乱型の光変調
素子においては液晶セルの内部において入射光４７は該
セル内部の液晶によって、屈折させられその進行方向を
大きく変えるので、該セルの基本的構成の断面図である
第２図のように出射面で反射した反射光の一部４８は能
動素子４４まで到達する。そのため投射型テレビの場合
にはきわめて強い光源を用いるので僅かな割合の反射光
であっても能動素子に到達するとノーク電流を増加させ
、コントラストの低下を招くという欠点がある。尚第２
図において４２は対向基板、４６は遮光膜、４１はアク
ティブマトリックス基板、４３は液晶樹脂複合体、４５
は画素表示電極である。
［課題を解決するための手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべく成されたものであ
り、透明絶縁性基板上に行列上に電極を配列し、前記電
極の交差部分近傍に能動素子を配したアクティブマトリ
ックス基板と、透明電極を少な（とも部分的に有する対
向基板との間に、電圧が印加しないときに散乱状態とな
る液晶が樹脂に分散保持され、該樹脂の屈折率が使用す
る該液晶の常光屈折率とほぼ一致するようにされて液晶
樹脂複合体を挟持して成るアクティブマトリックス光変
調素子において、該アクティブマトリックス基板の能動
素子を配した面と反対側の面に光反射防止膜を形成した
ことを特徴とするアクティブマトリックス光変調素子。
り、透明絶縁性基板上に行列上に電極を配列し、前記電
極の交差部分近傍に能動素子を配したアクティブマトリ
ックス基板と、透明電極を少な（とも部分的に有する対
向基板との間に、電圧が印加しないときに散乱状態とな
る液晶が樹脂に分散保持され、該樹脂の屈折率が使用す
る該液晶の常光屈折率とほぼ一致するようにされて液晶
樹脂複合体を挟持して成るアクティブマトリックス光変
調素子において、該アクティブマトリックス基板の能動
素子を配した面と反対側の面に光反射防止膜を形成した
ことを特徴とするアクティブマトリックス光変調素子。
樹脂が、光硬化性ビニール系樹脂であり、液晶と前記樹
脂とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を硬化させ
ることにより得られる液晶樹脂複合体を使用することを
特徴とする請求項１記載のアクティブマトリックス光変
調素子。
脂とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を硬化させ
ることにより得られる液晶樹脂複合体を使用することを
特徴とする請求項１記載のアクティブマトリックス光変
調素子。
請求項１又は２記載のアクティブマトリックス光変調素
子を使用し、対向基板側から光を照射することを特徴と
する表示装置を提供するものである。
子を使用し、対向基板側から光を照射することを特徴と
する表示装置を提供するものである。
第１図は本発明の光変調素子の基本的構成を示す断面図
である。１，４はガラス等の透明絶縁性基板、２は薄膜
トランジスタ（ＴＰＴ）。
である。１，４はガラス等の透明絶縁性基板、２は薄膜
トランジスタ（ＴＰＴ）。
ダイオード等の能動素子、３は画素表示電極であり、Ｉ
ＴＯ等の透明電極材料等よりなる。
ＴＯ等の透明電極材料等よりなる。
５はＩＴＯ等の透明電極材料等よりなる対向電極、６は
遮光膜である。７は液晶樹脂複合体であり、透明な高分
子樹脂のマトリックスの間隙が液晶で満たされたものや
、透明な高分子樹脂中に液滴状の液晶を支持したもの等
が用いられる。該液晶は電圧が印加しないときに散乱状
態となる光散乱型が使用される。８は反射防止膜であり
、アクティブマトリックス基板の能動素子２を形成した
面と反対側の面に形成される。
遮光膜である。７は液晶樹脂複合体であり、透明な高分
子樹脂のマトリックスの間隙が液晶で満たされたものや
、透明な高分子樹脂中に液滴状の液晶を支持したもの等
が用いられる。該液晶は電圧が印加しないときに散乱状
態となる光散乱型が使用される。８は反射防止膜であり
、アクティブマトリックス基板の能動素子２を形成した
面と反対側の面に形成される。
この反射防止膜８の材質・構造としてはＭｇＦ２Ｎａ５
ＡＩＦ、 ＣａＦｚ、 ＢａＦｚ等を一層、数±ｎｍか
ら数百ｎｍの厚さで形成させればよく、この中で硬度、
耐湿性等からみてＭｇＦ ２が望ましい。
ＡＩＦ、 ＣａＦｚ、 ＢａＦｚ等を一層、数±ｎｍか
ら数百ｎｍの厚さで形成させればよく、この中で硬度、
耐湿性等からみてＭｇＦ ２が望ましい。
可視領域の反射防止を行う場合は、たとえばＭｇＦ ２
を、８０〜１２０ｎｍ程度形成させる。
を、８０〜１２０ｎｍ程度形成させる。
また、高屈折率のＺｒ０ｚ、 ＴｉＯ□、 Ｔａ＊Ｏｓ
、 ＣｅＯ□等や中屈折率のＡｌ２Ｏ３，’ ＭｇＯ，
ＣｅＦａ、 ＰｂＦ２等や低屈折率のＳｉＯ□等を２層
あるいは３層以上、所定の厚さで形成し、この反射防止
膜８を得ることができる。
、 ＣｅＯ□等や中屈折率のＡｌ２Ｏ３，’ ＭｇＯ，
ＣｅＦａ、 ＰｂＦ２等や低屈折率のＳｉＯ□等を２層
あるいは３層以上、所定の厚さで形成し、この反射防止
膜８を得ることができる。
尚この反射防止膜８はこれらの材質、厚さに限定される
ものではなく、所望の機能を有していればどんなもので
も使用できる。９は入射光である。
ものではなく、所望の機能を有していればどんなもので
も使用できる。９は入射光である。
尚本発明にかかる能動素子２は、他の金属部分等によっ
て、透明絶縁性基板ｌ側に面した半導体の一部分が、覆
われておらず、反射光かあれば、その影響を受けるもの
であり、このような構造を有する場合に本発明は特に有
効である。
て、透明絶縁性基板ｌ側に面した半導体の一部分が、覆
われておらず、反射光かあれば、その影響を受けるもの
であり、このような構造を有する場合に本発明は特に有
効である。
［実施例］
第３図に実施例の光変調素子の断面図を示す。ガラス基
板５１（旭硝子社製 ＡＮガラス）上に酸化シリコン５
２、非晶質シリコン、窒化シリコンをプラズマＣＶＤを
用いて堆積し、４５０℃において熱処理を行った後、レ
ーザーを用いて非晶質シリコンを多結晶化する。次に窒
化シリコンを除去した後、多結晶シリコンを易化して半
導体層５３とする。窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤで
堆積してゲート絶縁膜５４とし、Ｃｒを蒸着、パターニ
ングしてゲート電極５５とする。ゲート電極５５をマス
クにしてゲート絶縁膜５４をドライエツチングし、半導
体層５３の表面の一部を露出させる。これに填イオンを
注入し、活性化アニールを行う。プラズマＣＶＤを用い
てシリコンオキシナイトライドを堆積して層間絶縁膜５
６とし、ＩＴＯを蒸着、パターニングして画素電極５７
とする。半導体層５３上の層間絶縁膜５６に、ソース・
ドレイン電極用のスルーホールをドライエツチングを用
いてあける。Ｃｒ、 Ａｌを蒸着、パターニングしてソ
ース・ドレイン電極５８．５９とし、プラズマＣＶＤを
用いて窒化膜を堆積して保護膜６０とし、周辺の電極取
り出し部分上の窒化膜をドライエツチングで除いてアク
ティブマトリックス基板とした。
板５１（旭硝子社製 ＡＮガラス）上に酸化シリコン５
２、非晶質シリコン、窒化シリコンをプラズマＣＶＤを
用いて堆積し、４５０℃において熱処理を行った後、レ
ーザーを用いて非晶質シリコンを多結晶化する。次に窒
化シリコンを除去した後、多結晶シリコンを易化して半
導体層５３とする。窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤで
堆積してゲート絶縁膜５４とし、Ｃｒを蒸着、パターニ
ングしてゲート電極５５とする。ゲート電極５５をマス
クにしてゲート絶縁膜５４をドライエツチングし、半導
体層５３の表面の一部を露出させる。これに填イオンを
注入し、活性化アニールを行う。プラズマＣＶＤを用い
てシリコンオキシナイトライドを堆積して層間絶縁膜５
６とし、ＩＴＯを蒸着、パターニングして画素電極５７
とする。半導体層５３上の層間絶縁膜５６に、ソース・
ドレイン電極用のスルーホールをドライエツチングを用
いてあける。Ｃｒ、 Ａｌを蒸着、パターニングしてソ
ース・ドレイン電極５８．５９とし、プラズマＣＶＤを
用いて窒化膜を堆積して保護膜６０とし、周辺の電極取
り出し部分上の窒化膜をドライエツチングで除いてアク
ティブマトリックス基板とした。
一方、上述のガラス基板５１と同じ種類のガラス基板６
１上にＩＴＯを蒸着、パターニングして対向電極６２と
する。さらにＣｒを蒸着、パターニングして遮光膜６３
とし、対向電極基板とする。
１上にＩＴＯを蒸着、パターニングして対向電極６２と
する。さらにＣｒを蒸着、パターニングして遮光膜６３
とし、対向電極基板とする。
これらの２枚の基板をスペーサーを介して張り合わせ、
セルとした。このセルのガラス基板５１の上の、能動素
子を設けていない側の面上にＡｌ２Ｏ３，Ｚｒ０ｇ、
ＭｇＦ２を順に蒸着し、反射防止膜６４とした。この時
、膜厚は波長λ＝ ５５０ｎｍに対して屈折率と膜厚の
積がそれぞれおよそλ／４゜λ／２．λ／４となるよう
に、８５ｎｍ、 １３８ｎｍ、 １１００ｎとした。反
射防止膜６４を設けたセルに液晶と光硬化性ビニール系
樹脂たる光重合性アクリル樹脂を均一に溶解したものを
充填した。これに紫外線を照射してアクリル樹脂を重合
して液晶を液滴状に析出させ、液晶樹脂複合体６５を得
た。
セルとした。このセルのガラス基板５１の上の、能動素
子を設けていない側の面上にＡｌ２Ｏ３，Ｚｒ０ｇ、
ＭｇＦ２を順に蒸着し、反射防止膜６４とした。この時
、膜厚は波長λ＝ ５５０ｎｍに対して屈折率と膜厚の
積がそれぞれおよそλ／４゜λ／２．λ／４となるよう
に、８５ｎｍ、 １３８ｎｍ、 １１００ｎとした。反
射防止膜６４を設けたセルに液晶と光硬化性ビニール系
樹脂たる光重合性アクリル樹脂を均一に溶解したものを
充填した。これに紫外線を照射してアクリル樹脂を重合
して液晶を液滴状に析出させ、液晶樹脂複合体６５を得
た。
この液晶樹脂複合体は画素電極５７と対向電極６３の間
に電圧が印加されているときには液晶が電界方向に整列
して液滴の電界方向の屈折率未ｎ０と高分子樹脂の屈折
率ｎとが等しくなって透明状態となり、電圧が印加され
ないときには液晶がランダムな方向を向（ためにｎ。と
ｎが等しくなくなって光が散乱される。
に電圧が印加されているときには液晶が電界方向に整列
して液滴の電界方向の屈折率未ｎ０と高分子樹脂の屈折
率ｎとが等しくなって透明状態となり、電圧が印加され
ないときには液晶がランダムな方向を向（ためにｎ。と
ｎが等しくなくなって光が散乱される。
この実施例にかかる光変調素子を使用して以下の如く投
射型の表示装置を作製した。メタルハライドランプ光源
の光を集光し、平行光にしてグイクロイックミラーで３
色に分光して３個の実施例にかかる光変調素子を用いて
変調し、合成して投射したところ明る（コントラストの
よい投射画像が得られ、反射防止膜を形成しなかった場
合のようなコントラストの低下はまった（見られなかっ
た。尚、この光変調素子にはこのとき １００万ルツク
スの光が照射されていた。
射型の表示装置を作製した。メタルハライドランプ光源
の光を集光し、平行光にしてグイクロイックミラーで３
色に分光して３個の実施例にかかる光変調素子を用いて
変調し、合成して投射したところ明る（コントラストの
よい投射画像が得られ、反射防止膜を形成しなかった場
合のようなコントラストの低下はまった（見られなかっ
た。尚、この光変調素子にはこのとき １００万ルツク
スの光が照射されていた。
［作用・効果コ
本発明の光変調素子においては、液晶セル内を進んで来
た入射光は、出射面において反射して再びセルの内部に
戻るようなことはなく、そのままセルの外部へ進んでい
く。したがって入射した光は能動素子部分に到達するこ
とはないのでリーク電流が増加することもなく、画像の
コントラストの低下が引き起こされることはない。
た入射光は、出射面において反射して再びセルの内部に
戻るようなことはなく、そのままセルの外部へ進んでい
く。したがって入射した光は能動素子部分に到達するこ
とはないのでリーク電流が増加することもなく、画像の
コントラストの低下が引き起こされることはない。
以上のように本発明によれば、光散乱型の光変調素子で
あっても、強い光の照射下においてもクロストークのな
い良好な画像を得ることができる。また、透過率自体も
向上するので、より明るい投射画像を得ることができる
。
あっても、強い光の照射下においてもクロストークのな
い良好な画像を得ることができる。また、透過率自体も
向上するので、より明るい投射画像を得ることができる
。
第１図は、本発明の光変調素子の基本的構成を示す断面
図である。 第２図は、従来の光変調素子の基本的構成を示す断面図
である。 第３図は、本発明の実施例の光変調素子の断面図である
。 １４：透明絶縁性基板、 ２：能動素子、 ３：画素表示電極。
図である。 第２図は、従来の光変調素子の基本的構成を示す断面図
である。 第３図は、本発明の実施例の光変調素子の断面図である
。 １４：透明絶縁性基板、 ２：能動素子、 ３：画素表示電極。
Claims (3)
- （１）透明絶縁性基板上に行列上に電極を配列し、前記
電極の交差部分近傍に能動素子を配したアクティブマト
リックス基板と、透明電極を少なくとも部分的に有する
対向基板との間に、電圧が印加しないときに散乱状態と
なる液晶が樹脂に分散保持され、該樹脂の屈折率が使用
する該液晶の常光屈折率とほぼ一致するようにされて液
晶樹脂複合体を挟持して成るアクティブマトリックス光
変調素子において、該アクティブマトリックス基板の能
動素子を配した面と反対側の面に光反射防止膜を形成し
たことを特徴とするアクティブマトリックス光変調素子
。 - （２）樹脂が、光硬化性ビニール系樹脂であり、液晶と
前記樹脂とを均一に溶解した溶液に光照射し、樹脂を硬
化させることにより得られる液晶樹脂複合体を使用する
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリック
ス光変調素子。 - （３）請求項１又は２記載のアクティブマトリックス光
変調素子を使用し、対向基板側から光を照射することを
特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161412A JP2864672B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2161412A JP2864672B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | アクティブマトリックス光変調素子及び表示装置 |
Publications (2)
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1990
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2864672B2 (ja) | 1999-03-03 |
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