JPH0511235A - Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type television - Google Patents
Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type televisionInfo
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- JPH0511235A JPH0511235A JP3165493A JP16549391A JPH0511235A JP H0511235 A JPH0511235 A JP H0511235A JP 3165493 A JP3165493 A JP 3165493A JP 16549391 A JP16549391 A JP 16549391A JP H0511235 A JPH0511235 A JP H0511235A
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Abstract
Description
【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映する液
晶投写型テレビと、前記液晶投写型テレビに用いる液晶
パネルおよびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a liquid crystal projection television for enlarging and projecting an image displayed on a small liquid crystal panel on a screen, a liquid crystal panel used for the liquid crystal projection television and a manufacturing method thereof. is there.
【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施光特性を利用したツイス
トネマステック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用い
られている。2. Description of the Related Art Since a liquid crystal panel has many features such as light weight and thin shape, research and development have been actively conducted. However, there are many problems such as difficulty in increasing the screen size. Therefore, in recent years, a liquid crystal projection television, which enlarges and projects a display image on a small liquid crystal panel by a projection lens or the like to obtain a large-screen display image, has been suddenly attracting attention. At present, liquid crystal projection televisions that have been commercialized use twisted nematic (hereinafter referred to as TN) liquid crystal panels that utilize the light-illumination characteristics of liquid crystals.
【０００３】まず、一般的な液晶パネルについて説明す
る。（図１０）は液晶パネルの平面図である。（図１
０）において、１０３はスイッチング素子としての薄膜
トランジスタ（以後、ＴＦＴと呼ぶ）などが形成された
ガラス基板（以後、アレイ基板と呼ぶ）、１０４はＩＴ
Ｏなどからなる透明電極が形成された基板（以後、対向
基板と呼ぶ）、１０１はアレイ基板１０３上のゲート信
号線に接続されたＴＦＴのオン・オフを制御する信号を
印加するドライブＩＣ（以後、ゲートドライブＩＣと呼
ぶ）、１０２はアレイ基板１０３上のソース信号線にデ
ータ信号を印加するためのドライブＩＣ（以後、ソース
ドライブＩＣと呼ぶ）、１０５は偏光板、１０６は封止
樹脂である。First, a general liquid crystal panel will be described. FIG. 10 is a plan view of the liquid crystal panel. (Fig. 1
In 0), 103 is a glass substrate (hereinafter referred to as an array substrate) on which a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) as a switching element is formed, and 104 is an IT.
A substrate on which a transparent electrode made of O or the like is formed (hereinafter, referred to as a counter substrate), 101 is a drive IC (hereinafter, referred to as a drive IC) for applying a signal for controlling ON / OFF of a TFT connected to a gate signal line on the array substrate 103. , A gate drive IC), 102 is a drive IC for applying a data signal to a source signal line on the array substrate 103 (hereinafter referred to as a source drive IC), 105 is a polarizing plate, and 106 is a sealing resin. .
【０００４】（図１１）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ＩＣ１１１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ＩＣ１１２に接
続されている。各画素はそれぞれ画素電極に信号の印加
するためのＴＦＴ１１３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１１４が形成されている。１
１５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. 11 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal panel. G 1 to G m are gate signal lines, one end of which is connected to the gate drive IC 111. S 1 to S n are source signal lines, one end of which is connected to the source drive IC 112. Each pixel has a TFT 113 for applying a signal to a pixel electrode, and an additional capacitor 114 for holding a signal is formed. 1
15 is a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode,
It can be regarded as a capacitor in terms of electric circuit.
【０００５】（図１３）はアレイ基板１０３の一画素部
の平面図である。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。以下のことは以後の図面に対しても同様である。
（図１３）において、１３１はゲート信号線、１３２は
ソース信号線、１３３は画素電極、１３４はＴＦＴであ
る。FIG. 13 is a plan view of one pixel portion of the array substrate 103. However, parts unnecessary for description are omitted, and they are drawn as a model to make the drawings easy to see. The following also applies to the subsequent drawings.
In FIG. 13, 131 is a gate signal line, 132 is a source signal line, 133 is a pixel electrode, and 134 is a TFT.
【０００６】以下従来の液晶パネルについて説明する。
（図１２）は従来の液晶パネルのうち対向電極基板の平
面図である。１２１はクロムなどで形成されたブラック
マトリックス、１２２はＩＴＯなどの透明電極で形成さ
れた対向電極である。（図１２）において、ブラックマ
トリックス１２１の記号イの部分はソース信号線上に、
記号アの部分はＴＦＴ上に、記号ウの部分はゲート信号
線上に位置するようにアレイ基板と対向電極基板は貼り
合わされる。A conventional liquid crystal panel will be described below.
FIG. 12 is a plan view of a counter electrode substrate of a conventional liquid crystal panel. Reference numeral 121 is a black matrix formed of chromium or the like, and 122 is a counter electrode formed of a transparent electrode such as ITO. In FIG. 12, the part of the black matrix 121, symbol A, is on the source signal line,
The array substrate and the counter electrode substrate are bonded together so that the symbol A is located on the TFT and the symbol C is located on the gate signal line.
【０００７】（図１４）は従来の液晶パネルの断面図で
ある。アレイ基板１４２と対向電極基板１４１は４〜６
μｍの間隔で保持され、前記基板間にＴＮ液晶１４３が
注入されている。表示領域の周辺部は封止樹脂１０６で
封止されている。FIG. 14 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel. The array substrate 142 and the counter electrode substrate 141 have 4 to 6
The TN liquid crystal 143 is held between the substrates at a distance of μm. The peripheral portion of the display area is sealed with a sealing resin 106.
【０００８】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１４２と対向電極基板１
４１には配向膜が塗布され、ラビングにより配向処理さ
れる。その後、アレイ基板１４２周辺部にＴＮ液晶の注
入口を残して封止樹脂１０６が塗布される。また、対向
電極基板１４１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１４１とアレイ基板１
４２を貼り合わせる。その後、紫外線を照射、または加
熱により封止樹脂１０６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１４２と対向電
極基板１４１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。A conventional method for manufacturing a liquid crystal panel will be described below. First, the array substrate 142 and the counter electrode substrate 1
An alignment film is applied to 41 and subjected to alignment treatment by rubbing. After that, the sealing resin 106 is applied to the peripheral portion of the array substrate 142 while leaving the injection port of the TN liquid crystal. Moreover, beads for obtaining a uniform liquid crystal film thickness are scattered on the counter electrode substrate 141. Next, the counter electrode substrate 141 and the array substrate 1
42 is pasted together. After that, the sealing resin 106 is cured by irradiation with ultraviolet rays or heating. Next, the bonded substrates are placed in a vacuum chamber, the gap between the array substrate 142 and the counter electrode substrate 141 is evacuated, and the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal. After that, when the vacuum in the vacuum chamber is broken,
Liquid crystal is injected into the gap through the injection port. Finally, the injection port is sealed and completed.
【０００９】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１５）は従来の液晶投
写型テレビの構成図である。（図１５）において、１５
１は集光光学系、１５２は赤外線を透過させる赤外線カ
ットミラー、１５３ａは青色光反射ダイクロイックミラ
ー（以後、ＢＤＭと呼ぶ）、１５３ｂは緑色光反射ダイ
クロイックミラー（以後、ＧＤＭと呼ぶ）、１５３ｃは
赤色光反射ダイクロイックミラー（以後、ＲＤＭと呼
ぶ）、１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５６ａ，１５
６ｂ，１５６ｃは偏光板、１５５ａ，１５５ｂ，１５５
ｃは透過型のＴＮ液晶パネル、１５７ａ，１５７ｂ，１
５７ｃは投写レンズ系である。なお、説明に不要な構成
物は図面から省略している。A conventional liquid crystal projection television will be described below with reference to the drawings. FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television. In FIG. 15, 15
1 is a condensing optical system, 152 is an infrared cut mirror for transmitting infrared rays, 153a is a blue light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as BDM), 153b is a green light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as GDM), and 153c is red. Light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as RDM) 154a, 154b, 154c, 156a, 15
6b and 156c are polarizing plates, 155a, 155b and 155
c is a transmissive TN liquid crystal panel 157a, 157b, 1
57c is a projection lens system. It should be noted that components unnecessary for the description are omitted from the drawings.
【００１０】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて（図１５）を参照しながら説明する。まず、集光光
学系１５１から出射された白色光はＢＤＭ１５３ａ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１５４ａに入射される。ＢＤＭ１５３ａを透過し
た光はＧＤＭ１５３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼
ぶ）が反射され偏光板１５４ｂに、また、ＲＤＭ１５４
ｃにより赤色光（以後、Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板
１５４ｃに入射される。偏光板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
をそろえて各液晶表示装置に照射させる。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。The operation of the conventional liquid crystal projection television will be described below with reference to FIG. First, the white light emitted from the condensing optical system 151 is reflected by the BDM 153a as blue light (hereinafter referred to as B light), and the B light is incident on the polarizing plate 154a. The light transmitted through the BDM 153a is reflected by the GDM 153b as green light (hereinafter, referred to as G light), and is reflected by the polarizing plate 154b and the RDM 154b.
The red light (hereinafter referred to as R light) is reflected by c and is incident on the polarizing plate 154c. The polarizing plate transmits only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light, aligns the polarization directions of the light, and irradiates each liquid crystal display device. At this time, 50
% Or more of the light is absorbed by the polarizing plate, and the brightness of the transmitted light is half or less at the maximum.
【００１１】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１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃを透過し、各投写レン
ズ系１５７ａ，１５７ｂ，１５７ｃ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 the polarizing plates 156a, 156b, 156c according to the degree of modulation, enters the projection lens systems 157a, 157b, 157c, and is enlarged and projected on a screen (not shown) by the lens system. .
【００１２】[0012]
【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では、直線偏光
の光を入射させる必要がある。したがって、液晶パネル
の前後には偏光板を配置する必要がある。この偏光板は
理論的にも５０％以上の光を吸収してしまう。従って、
第１の課題としてスクリーンに拡大投映した際、低輝度
画面しか得られないという課題がある。この課題を解決
するため、本発明では高分子分散液晶を用いる。高分子
分散液晶を用いた液晶パネルは偏光板を用いないため光
利用効率を非常に高くできる。As is apparent from the above description, in a liquid crystal panel using TN liquid crystal, it is necessary to make linearly polarized light incident. Therefore, it is necessary to dispose polarizing plates before and after the liquid crystal panel. Theoretically, this polarizing plate absorbs 50% or more of light. Therefore,
The first problem is that when the image is enlarged and projected on the screen, only a low-luminance screen can be obtained. In order to solve this problem, a polymer dispersed liquid crystal is used in the present invention. Since the liquid crystal panel using the polymer dispersed liquid crystal does not use the polarizing plate, the light utilization efficiency can be made very high.
【００１３】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. Polymer dispersed liquid crystals are roughly classified into two types depending on the dispersion state of the liquid crystals and the polymers. One is a type in which liquid crystals in the form of water droplets are dispersed in a polymer. The liquid crystal exists in the polymer in a discontinuous state. Hereinafter, such a liquid crystal will be referred to as a PDLC, and a liquid crystal panel using the liquid crystal will be referred to as a PD liquid crystal panel. The other is a type that has a structure in which a polymer network is stretched around the liquid crystal layer. It looks like a sponge containing liquid crystal. The liquid crystal does not form a water drop but continuously exists. Hereinafter, such a liquid crystal is referred to as PNLC, and
A liquid crystal panel using the liquid crystal is called a PN liquid crystal panel.
In order to display an image with the above-mentioned two types of liquid crystal panels, light scattering and transmission are controlled.
【００１４】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。PDLC utilizes the property that the refractive index is different in the direction in which the liquid crystal is aligned. When no voltage is applied, each water droplet liquid crystal is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer and the liquid crystal, and incident light is scattered. When a voltage is applied here, the alignment directions of the liquid crystal are aligned. If the refractive index when the liquid crystal is oriented in a certain direction is matched with the refractive index of the polymer in advance, incident light is transmitted without being scattered.
【００１５】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または樹脂と呼
び、前記液晶溶液中の樹脂成分が重合硬化した状態をポ
リマーと呼ぶ。On the other hand, PNLC uses the irregularity of the alignment of liquid crystal molecules. The incident light is scattered in the irregular alignment state, that is, in the state where no voltage is applied.
On the other hand, when a voltage is applied and the arrangement state is made regular, light is transmitted. The above description of the movement of the liquid crystal of PDLC and PNLC is merely a model idea. Although the present invention is not limited to one of the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel, it is not limited to the PD liquid crystal panel for ease of explanation.
A liquid crystal panel will be described as an example. Further, PDLC and PNLC are collectively referred to as polymer dispersed liquid crystal, and PD liquid crystal panel and PN liquid crystal panel are collectively referred to as polymer dispersed liquid crystal panel. Liquids containing liquid crystal to be injected into the polymer-dispersed liquid crystal panel are collectively called a liquid crystal solution or a resin, and a state in which the resin component in the liquid crystal solution is polymerized and cured is called a polymer.
【００１６】高分子分散液晶の動作について（図９
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図９（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。（図９（ａ）（ｂ））において、９１はアレイ基
板、９２は画素電極、９３は対向電極、９４は水滴状液
晶、９５はポリマー、９６は対向基板である。画素電極
９２にはＴＦＴ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９（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９４は不規則な方向に配向している。この状態で
はポリマー９５と液晶９４とに屈折率差が生じ入射光は
散乱する。ここで（図９（ｂ））に示すように画素電極
に電圧を印加すると液晶の方向がそろう。液晶が一定方
向に配向したときの屈折率をあらかじめポリマーの屈折
率と合わせておくと、入射光は散乱せずにアレイ基板９
１より出射する。Operation of polymer dispersed liquid crystal (FIG. 9)
A brief description will be given using (a) and (b). (Fig. 9 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. In FIG. 9A and FIG. 9B, 91 is an array substrate, 92 is a pixel electrode, 93 is a counter electrode, 94 is a liquid crystal droplet, 95 is a polymer, and 96 is a counter substrate. A TFT or the like is connected to the pixel electrode 92, and a voltage is applied to the pixel electrode when the TFT is turned on / off to change the liquid crystal alignment direction on the pixel electrode to modulate light. As shown in FIG. 9A, in the state in which no voltage is applied, each water droplet liquid crystal 94 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 95 and the liquid crystal 94, and incident light is scattered. Here, when a voltage is applied to the pixel electrode as shown in FIG. 9B, the directions of the liquid crystals are aligned. When the refractive index when the liquid crystal is aligned in a certain direction is matched with the refractive index of the polymer in advance, the incident light is not scattered and the array substrate 9 is not scattered.
Emitted from 1.
【００１７】高分子分散液晶を用いて高品位の表示パネ
ルを構成しようとすると、散乱状態での光の透過量と、
透過状態での光の透過量の比（以後、コントラストと呼
ぶ）を大きくとる必要がある。コントラストが小さいと
階調表示特性が悪くなる。液晶投写型テレビではコント
ラストは１００以上必要である。高分子分散液晶パネル
の最大透過率は対向電極のＩＴＯ膜などで規制されるが
８０〜８５％程度もある。しかし、散乱時の光透過量も
大きい。コントラストを大きくするためには散乱状態で
の透過量（以後、散乱透過率と呼ぶ）を小さくする必要
がある。散乱状態での透過量を小さくするためには液晶
層の膜厚を厚くする必要があるが、厚くすると透過状態
にするための印加電圧が高くなって液晶を駆動すること
ができない。以上のことより、高分子分散液晶を用いれ
ば輝度は大きくできるが、コントラストを高くすること
ができず、良好な液晶パネルおよび液晶投写型テレビを
構成することは困難であった。When it is attempted to construct a high quality display panel using the polymer dispersed liquid crystal, the amount of light transmitted in the scattered state is
It is necessary to increase the ratio of the amount of transmitted light in the transmitted state (hereinafter referred to as contrast). If the contrast is low, the gradation display characteristics deteriorate. A liquid crystal projection television requires a contrast of 100 or more. The maximum transmittance of the polymer-dispersed liquid crystal panel is regulated by the ITO film of the counter electrode or the like, but it is about 80 to 85%. However, the light transmission amount at the time of scattering is also large. In order to increase the contrast, it is necessary to reduce the amount of transmission in the scattered state (hereinafter referred to as scattering transmittance). In order to reduce the amount of transmission in the scattering state, it is necessary to increase the film thickness of the liquid crystal layer, but if the thickness is increased, the applied voltage for setting the transmission state becomes high and the liquid crystal cannot be driven. From the above, although the brightness can be increased by using the polymer-dispersed liquid crystal, the contrast cannot be increased, and it has been difficult to construct a good liquid crystal panel and a liquid crystal projection television.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】ＴＮ液晶を用いると偏光
板により５０％以上の光が吸収されてしまうため利用率
が低く、高輝度画像表示が行えない。そこで、本発明で
は高分子分散液晶を用いる。When a TN liquid crystal is used, 50% or more of light is absorbed by a polarizing plate, so that the utilization rate is low and high-luminance image display cannot be performed. Therefore, in the present invention, polymer dispersed liquid crystal is used.
【００１９】本発明の液晶パネルは、２つのくしの歯の
形状の対向電極が組み合わさった対向電極基板とアレイ
基板間に高分子分散液晶を挟持しているものである。ま
た、２つのくしの歯の形状部には屈折率の異なる高分子
分散液晶が周期的に形成されている。The liquid crystal panel of the present invention has a polymer-dispersed liquid crystal sandwiched between a counter electrode substrate in which two counter electrodes in the shape of comb teeth are combined and an array substrate. Further, polymer-dispersed liquid crystals having different refractive indexes are periodically formed on the two comb-shaped portions.
【００２０】本発明の液晶パネルの製造方法はくしの歯
の形状の対向電極が形成された対向電極基板とアレイ基
板間に液晶溶液を注入後、くしの歯の形状の電極間に電
圧を印加するとともに光を照射して液晶溶液を重合・硬
化するものである。くしの歯の形状の電極部間の液晶に
は電界が印加されているため配向した状態で液晶溶液は
硬化する。したがって、くしの歯のパターンにあわせて
屈折率の異なる液晶層ができる。In the liquid crystal panel manufacturing method of the present invention, a liquid crystal solution is injected between the counter electrode substrate on which the comb-teeth-shaped counter electrodes are formed and the array substrate, and then a voltage is applied between the comb-teeth-shaped electrodes. At the same time, light is irradiated to polymerize and cure the liquid crystal solution. Since an electric field is applied to the liquid crystal between the comb-teeth-shaped electrode portions, the liquid crystal solution is cured in the aligned state. Therefore, a liquid crystal layer having a different refractive index can be formed according to the comb tooth pattern.
【００２１】本発明の液晶投射型テレビは本発明の液晶
パネルを用いて構成したものである。元来、高分子分散
液晶パネルは散乱特性が悪かった。しかし、本発明の液
晶パネルは周期的に液晶の屈折率分布ができている。前
記屈折率分布の繰り返しは回折格子を形成する。この回
折格子の回折効果と高分子分散液晶の散乱効果によりコ
ントラストは向上する。The liquid crystal projection television of the present invention is constructed by using the liquid crystal panel of the present invention. Originally, polymer-dispersed liquid crystal panels had poor scattering properties. However, the liquid crystal panel of the present invention has a refractive index distribution of liquid crystal periodically. The repetition of the refractive index distribution forms a diffraction grating. The contrast is improved by the diffraction effect of this diffraction grating and the scattering effect of the polymer dispersed liquid crystal.
【００２２】[0022]
【作用】本発明の液晶パネルは各画素の対向電極の形状
をくしの歯状に形成している。くしの歯のピッチは５〜
２０μｍにする。くしの歯は２つのくしの歯ＡとＢが互
いに組み合わさった配置にしている。くしの歯ＡとＢ間
は１〜５μｍの間隔があり、電気的には絶縁されてい
る。くしの歯の根本はブラックマトリックスの金属薄膜
に接続されている。ブラックマトリックスに電圧を印加
することによりくしの歯ＡとＢ間に電位差を発生させる
ことができる。アレイ基板と対向電極基板間に液晶溶液
を注入後、くしの歯ＡとＢ間に電圧を印加すると、くし
の歯Ａ・Ｂ間の液晶溶液中の液晶は配向する。配向した
状態で液晶溶液に光を照明し液晶溶液中の樹脂を重合さ
せる。くしの歯Ａ・Ｂ間では液晶は配向するが、くしの
歯上部の液晶はほとんど配向しない。したがって、前述
の状態で液晶溶液を重合させると液晶が配向した部分と
非配向部が周期的にくりかえした状態となる。液晶の配
向部も非配向部もポリマーと液晶がまざりあわさった屈
折率を示すが、配向部は液晶の異常光屈折率ｎeが支配
的となり、非配向部は液晶の常光屈折率ｎoが支配的と
なる。In the liquid crystal panel of the present invention, the counter electrode of each pixel is formed in the shape of a comb. Comb tooth pitch is 5
20 μm. The comb teeth are arranged so that the two comb teeth A and B are combined with each other. There is a distance of 1 to 5 μm between the comb teeth A and B, and they are electrically insulated. The roots of the teeth of the comb are connected to a metallic thin film of black matrix. By applying a voltage to the black matrix, a potential difference can be generated between the comb teeth A and B. When a voltage is applied between the comb teeth A and B after injecting the liquid crystal solution between the array substrate and the counter electrode substrate, the liquid crystal in the liquid crystal solution between the comb teeth A and B is aligned. In the aligned state, the liquid crystal solution is illuminated with light to polymerize the resin in the liquid crystal solution. The liquid crystal is aligned between the teeth A and B of the comb, but the liquid crystal above the teeth of the comb is hardly aligned. Therefore, when the liquid crystal solution is polymerized in the above-described state, the liquid crystal aligned portion and the non-aligned portion are periodically repeated. Non-oriented portion also alignment of the liquid crystal is also to a polymer and a refractive index which the liquid crystal is combined mixed, alignment portion is a liquid crystal of the extraordinary refractive index n e is dominant, unoriented portion is the ordinary refractive index n o of the liquid crystal Become dominant.
【００２３】したがって、液晶の配向部と非配向部では
屈折率が異なる。くしの歯Ａ・Ｂ間に印加する電圧を適
度に調整すれば、屈折率が異なる周期的なストライプ状
の回折格子を形成することができる。液晶の配向部およ
び非配向部は画素電極とくしの歯状の対向電極間に電圧
を印加することにより配向し、両方とも屈折率は液晶の
常光屈折率ｎoとなる。したがって、液晶がオン状態の
時は回折格子は消滅し、液晶パネルへの入射光は直進す
る。オフ状態のときは回折格子が出現し、また高分子分
散液晶中の散乱効果により、液晶パネルの入射光は曲げ
られる。以上のことにより液晶のオンオフ時の光の出射
光量比（以後、コントラストと呼ぶ）を向上させること
ができる。Therefore, the refractive index is different between the oriented portion and the non-oriented portion of the liquid crystal. By appropriately adjusting the voltage applied between the teeth A and B of the comb, it is possible to form a periodic stripe-shaped diffraction grating having different refractive indexes. The oriented portion and the non-oriented portion of the liquid crystal are oriented by applying a voltage between the pixel electrode and the counter electrode having a comb-like shape, and both have a refractive index equal to the ordinary refractive index n o of the liquid crystal. Therefore, when the liquid crystal is in the ON state, the diffraction grating disappears and the incident light on the liquid crystal panel goes straight. In the off-state, a diffraction grating appears, and the incident light of the liquid crystal panel is bent due to the scattering effect in the polymer dispersed liquid crystal. As described above, it is possible to improve the emitted light amount ratio of light when the liquid crystal is turned on and off (hereinafter referred to as contrast).
【００２４】[0024]
【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２）は本発明の液晶パネル
の対向電極基板における一画素部の平面図である。ま
た、（図３）は（図２）のＡ−Ａ’線での断面図であ
る。さらに（図１）は本発明の液晶パネルの一実施例の
断面図である。対向電極基板１１１は透明のガラス基板
が用いられる。一例としてソーダガラス・石英ガラスが
例示される。また、１６・１６ａ・１６ｂはストライプ
状に形成された対向電極である。前記対向電極材料とし
てはＩＴＯ等が例示される。ピッチは５μｍ〜３０μｍ
でありストライプ状の対向電極（以下、くしの歯電極と
呼ぶ）間は１〜５μｍの間隔が形成されている。くしの
歯電極１６ｂはブラックマトリックス１５ｂに接続さ
れ、くしの歯電極１６ａはブラックマトリックス１６ａ
に接続される。ブラックマトリックスの形成材料として
は、クロム、酸化クロム、アルミニウムなどが例示され
る。その膜厚は１０００オングストローム以上に形成
し、極力低抵抗に構成する事が好ましい。なお、（図
１）ではガラス基板１１上に直接ブラックマトリックス
１５を形成したかのように図示したが、ブラックマトリ
ックス１５とガラス基板１１間に対向電極を構成するＩ
ＴＯ膜があってもよく、また、ブラックマトリックス１
５上にＩＴＯ膜があってもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a plan view of one pixel portion on the counter electrode substrate of the liquid crystal panel of the present invention. Further, (FIG. 3) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of (FIG. 2). Further (FIG. 1) is a sectional view of an embodiment of the liquid crystal panel of the present invention. A transparent glass substrate is used as the counter electrode substrate 111. An example is soda glass / quartz glass. Further, 16 * 16a * 16b are counter electrodes formed in stripes. Examples of the counter electrode material include ITO. Pitch is 5 μm to 30 μm
Thus, a space of 1 to 5 μm is formed between the striped counter electrodes (hereinafter, referred to as comb tooth electrodes). The comb tooth electrode 16b is connected to the black matrix 15b, and the comb tooth electrode 16a is connected to the black matrix 16a.
Connected to. Examples of the material for forming the black matrix include chromium, chromium oxide, aluminum and the like. It is preferable that the film thickness is 1000 angstroms or more and the resistance is as low as possible. Although the black matrix 15 is directly formed on the glass substrate 11 in FIG. 1, the counter electrode I is formed between the black matrix 15 and the glass substrate 11.
There may be TO film, and black matrix 1
There may be an ITO film on the 5.
【００２５】ブラックマトリックス１５ａ，１５ｂの記
号アの部分はＴＦＴ（図示せず）への光を遮光する部分
であり、ウはゲート信号線上を遮光する部分、イはソー
ス信号線１４上を遮光する部分である。ブラックマトリ
ックス１５は遮光等が必要でない時は、ＩＴＯ等で形成
してもよい。しかし、後述するしくの歯電極に電圧を印
加する必要上、ブラックマトリックス部はできるかぎり
低抵抗に形成することが望ましい。The portions of the black matrixes 15a and 15b indicated by the symbol A are portions for shielding light to the TFT (not shown), C is a portion for shielding the gate signal line, and B is for shielding the source signal line 14. It is a part. The black matrix 15 may be formed of ITO or the like when it is not necessary to shield light. However, since it is necessary to apply a voltage to the tooth electrode, which will be described later, it is desirable to form the black matrix portion as low resistance as possible.
【００２６】（図５）は本発明の液晶パネルにおける対
向電極基板の等価回路図である。５１ａ，５１ｂ，５１
ｃ，５１ｄは所定電圧を印加するため、あるいは対向電
圧を印加するための接続端子である。端子を通じてアレ
イ基板とカーボン等で接続をとる。接続端子５１ａと５
１ｂは電気的に絶縁状態に形成される。したがって、接
続端子５１ａと５１ｂ間に電圧を印加することにより隣
接するくしの歯電極１６ａ，１６ｂ間に電位差を発生さ
せることができる。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the counter electrode substrate in the liquid crystal panel of the present invention. 51a, 51b, 51
Reference characters c and 51d are connection terminals for applying a predetermined voltage or for applying a counter voltage. Connect to the array substrate with carbon etc. through the terminals. Connection terminals 51a and 5
1b is formed in an electrically insulated state. Therefore, by applying a voltage between the connection terminals 51a and 51b, a potential difference can be generated between the adjacent comb tooth electrodes 16a and 16b.
【００２７】なお、くしの歯電極１６ａと１６ｂ間に間
隔をあけるとしたが、これに限定するものではない。た
とえば（図４）に示す構成でもよい。（図４）は（図
３）と同様にＡ−Ａ’線での断面図である。４１，４２
はくしの歯電極であり、４３は絶縁膜である。（図４）
から明らかなように、ガラス基板１１上にくしの歯電極
４１を形成したのち、絶縁膜４３を形成する。その後、
くしの歯電極４２を形成する。以上のように形成するこ
とにより、くしの歯電極４１，４３間に間隔をあける必
要はない。Although it has been stated that a space is provided between the comb tooth electrodes 16a and 16b, the invention is not limited to this. For example, the configuration shown in (FIG. 4) may be used. (FIG. 4) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ similarly to (FIG. 3). 41, 42
A comb tooth electrode, and 43 is an insulating film. (Figure 4)
As is clear from the above, after the comb-teeth electrode 41 is formed on the glass substrate 11, the insulating film 43 is formed. afterwards,
The comb tooth electrode 42 is formed. By forming as described above, it is not necessary to provide a space between the comb tooth electrodes 41 and 43.
【００２８】高分子分散液晶層１７の液晶としてはネマ
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良い。
なお、先に述べた液晶材料のうちシアンビフェニル系の
ネマスチック液晶が最も好ましい。樹脂材料としては透
明なポリマーが好ましく、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、液晶層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。これらは、紫外線を照射
することによって樹脂のみ重合反応を起こしてポリマー
となり、液晶のみ相分離する。この際、樹脂分と比較し
て液晶の量が少ない場合には独立した粒子状の水滴状液
晶が形成されるし、一方、液晶の量が多い場合は、樹脂
マトリクスが液晶材料中に粒子状、または、ネットワー
ク状に存在し、液晶が連続層を成すように形成される。The liquid crystal of the polymer dispersed liquid crystal layer 17 is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal, and may be a single or two or more kinds of liquid crystal compounds or a mixture containing a substance other than the liquid crystal compounds. .
Of the above-mentioned liquid crystal materials, cyanbiphenyl nematic liquid crystal is most preferable. The resin material is preferably a transparent polymer, and may be a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin, but it is an ultraviolet curing type from the viewpoint of ease of manufacturing process, separation from the liquid crystal layer, etc. It is preferable to use the above resin. As a specific example, an ultraviolet curable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic monomer or an acrylic oligomer which is polymerized and cured by ultraviolet irradiation is particularly preferable. By irradiating with ultraviolet rays, these cause a polymerization reaction only in the resin to become a polymer, and only the liquid crystal undergoes phase separation. At this time, when the amount of liquid crystal is smaller than that of the resin component, independent particle-shaped liquid crystal droplets are formed. On the other hand, when the amount of liquid crystal is large, the resin matrix is particulate in the liquid crystal material. , Or exist in the form of a network and the liquid crystals are formed so as to form a continuous layer.
【００２９】水滴状液晶の粒子径、もしくはポリマーネ
ットワークの孔径がある程度均一で、かつ大きさとして
は０．１μｍ〜数μｍの範囲でなければ入射光の散乱性
能が悪くコントラストが上がらない。なお、好ましくは
水滴状液晶の粒子径もしくはポリマーネットワークの孔
径は０．５μｍ〜１．５μｍの範囲がよい。この為にも
紫外線硬化樹脂のように短時間で硬化が終了しうる材料
でなければならない。また、液晶材料と樹脂材料の配向
比は９：１〜１：９であり、中でも２：１〜１：２の範
囲が好ましい。Unless the particle size of the water-drop liquid crystal or the pore size of the polymer network is uniform to some extent and the size is in the range of 0.1 μm to several μm, the incident light scattering performance is poor and the contrast cannot be improved. The particle size of the water-drop liquid crystal or the pore size of the polymer network is preferably in the range of 0.5 μm to 1.5 μm. For this reason, it must be a material that can be cured in a short time, such as an ultraviolet curable resin. The orientation ratio between the liquid crystal material and the resin material is 9: 1 to 1: 9, and the range of 2: 1 to 1: 2 is preferable.
【００３０】液晶層１７の膜厚としては５μｍ〜２０μ
ｍに形成され、中でも８μｍ〜１５μｍの範囲が散乱特
性および駆動する上での印加電圧の範囲が最適である。
前記膜厚は６〜８Ｖの印加電圧で最大透過率９０％が得
られるように設定すればよい。なお、アレイ基板１２等
は従来の液晶パネルと同様であるので説明を省略する。The thickness of the liquid crystal layer 17 is 5 μm to 20 μm.
The range of 8 μm to 15 μm is most suitable for the scattering characteristics and the range of applied voltage for driving.
The film thickness may be set so that a maximum transmittance of 90% can be obtained with an applied voltage of 6 to 8V. Since the array substrate 12 and the like are the same as those of the conventional liquid crystal panel, the description thereof will be omitted.
【００３１】以下、本発明の液晶パネルの製造方法につ
いて説明する。対向電極基板１１の対向電極をくしの歯
状にエッチングし、ブラックマトリックス１５を形成す
ることは従来の液晶パネルの製造方法で十分達成可能な
技術であるから説明を省略する。次に、くしの歯電極が
形成された対向電極基板１１上に所定の液晶膜厚を得る
ためのビーズを散布する。一方、アレイ基板１２上に封
止樹脂（図示せず）が塗布される。その後、対向電極基
板１１とアレイ基板１２は位置合わせされ、貼り合わさ
れる。液晶液晶の注入方法としては真空注入と加圧注入
方式がある。真空注入方式は貼り合わせた前記基板を真
空室に入れ、アレイ基板１２と対電電極基板１１間を真
空状態にした後、液晶の注入口を液晶溶液に浸す。真空
室の真空を破ると、液晶溶液は両基板間に注入される。
一方、加圧注入方式は対向電極基板１１の周辺部に形成
した０．８〜１．２ｍｍの注入口より加圧により液晶溶
液を注入する。The method of manufacturing the liquid crystal panel of the present invention will be described below. The etching of the counter electrode of the counter electrode substrate 11 in the shape of comb teeth to form the black matrix 15 is a technique that can be sufficiently achieved by the conventional method of manufacturing a liquid crystal panel, and therefore description thereof will be omitted. Next, beads for obtaining a predetermined liquid crystal film thickness are scattered on the counter electrode substrate 11 on which the comb-teeth electrode is formed. On the other hand, a sealing resin (not shown) is applied on the array substrate 12. Then, the counter electrode substrate 11 and the array substrate 12 are aligned and bonded. Liquid crystal The liquid crystal injection method includes a vacuum injection method and a pressure injection method. In the vacuum injection method, the bonded substrates are placed in a vacuum chamber, the array substrate 12 and the counter electrode substrate 11 are evacuated, and then the liquid crystal injection port is immersed in a liquid crystal solution. When the vacuum in the vacuum chamber is broken, the liquid crystal solution is injected between both substrates.
On the other hand, in the pressure injection method, the liquid crystal solution is injected by pressure from an injection port of 0.8 to 1.2 mm formed in the peripheral portion of the counter electrode substrate 11.
【００３２】次に液晶溶液を注入した基板の接続端子５
１ａ，５１ｄ，５１ｂ，５１ｃに信号印加する。その状
態のモデル図を（図６）に示す。信号は短形波、サイン
波、三角波のいずれであってもよい。印加する信号の実
効値はくしの歯電極のピッチ・間隔などを考慮して調整
する。実効値が大きくなるほど液晶が配向する領域は大
きくなる。配向する領域の液晶は基板１１と平行に並
び、見かけ上の屈折率は異常光屈折率ｎeが支配的とな
る。前述の状態で液晶溶液に紫外線を照射もしくは加熱
して、前述の液晶溶液の樹脂を重合させる。重合後の状
態のモデル図を（図７）に示す。液晶１７の記号Ａの部
分は液晶が配向している。先に述べたように、液晶は基
板と平行にならんでいるため屈折率はｎeが支配的とな
る。したがって、Ａの部分はポリマーの屈折率ｎpと液
晶の異常光屈折率ｎeとがまざった状態の屈折率を示
す。このマイロ的にみた屈折率をｎaとする。一方液晶
の１７の記号Ｂの部分は液晶が非配向である。したがっ
て、通常Ｂの部分の液晶の屈折率は通常（２ｎo＋ｎe）
／３となり、前記屈折率とポリマーの屈折率ｎpとまざ
りあった状態の屈折率を示す。このマイロ的に見た屈折
率をｎbとする。したがって、ｎe＞ｎoであるから、ｎa
＞ｎbとなる。Next, the connection terminal 5 of the substrate in which the liquid crystal solution is injected
Signals are applied to 1a, 51d, 51b and 51c. A model diagram of that state is shown in FIG. The signal may be a rectangular wave, a sine wave, or a triangular wave. The effective value of the applied signal is adjusted in consideration of the pitch and interval of the comb tooth electrodes. The larger the effective value, the larger the region where the liquid crystal is aligned. The liquid crystal in the aligned region is arranged in parallel with the substrate 11, and the apparent refractive index is dominated by the extraordinary light refractive index n e . In the above state, the liquid crystal solution is irradiated with ultraviolet rays or heated to polymerize the resin of the above liquid crystal solution. A model diagram of the state after polymerization is shown in (FIG. 7). The liquid crystal 17 is aligned in the portion A of the liquid crystal 17. As described above, since the liquid crystal is arranged in parallel with the substrate, the refractive index n e is dominant. Therefore, the portion A shows the refractive index in a state where the refractive index n p of the polymer and the extraordinary light refractive index n e of the liquid crystal are mixed. The refractive index viewed from this milo is defined as n a . On the other hand, in the part B of the liquid crystal symbol 17, the liquid crystal is not oriented. Therefore, the refractive index of the liquid crystal in the portion B is usually (2n o + n e ).
/ 3, which is a refractive index in a state where the refractive index and the refractive index n p of the polymer are mixed. The refractive index viewed from this mylo is n b . Therefore, since n e > n o , n a
> N b .
【００３３】液晶溶液を重合させる際、印加電圧を調整
することによりＡ部とＢ部とはほぼ等ピッチ間隔にする
ことができる。また、Ａ部分の高さの範囲は１〜３μｍ
になるように形成するのがよい。以上のようにして、く
しの歯にそってストライプ状の屈折率Ａの部分を形成す
ることができる。前記屈折率Ａの部分とＢの部分は周期
的に繰り返されているから見かけ上回折格子の機能を有
する様になる。When the liquid crystal solution is polymerized, by adjusting the applied voltage, the A portion and the B portion can be arranged at a substantially equal pitch. Further, the height range of the portion A is 1 to 3 μm.
It is better to form it. As described above, the stripe-shaped portion having the refractive index A can be formed along the teeth of the comb. Since the portions having the refractive index A and the portion having the refractive index B are periodically repeated, they have an apparent diffraction grating function.
【００３４】対向電極１６ａ，１６ｂと画素電極間に電
圧を印加するとＡ部分およびＢ部分の液晶は配向し、両
方の部分の液晶の屈折率は常光屈折率ｎoとなる。ポリ
マーの屈折率ｎpとｎoはほぼ同一の屈折率となるように
材料選定している。したがって、液晶層１７の屈折率は
ｎoとなる。The liquid crystal of the counter electrode 16a, when a voltage is applied between 16b and the pixel electrode A portion and B portion are aligned, the refractive index of the liquid crystal of both parts is the ordinary refractive index n o. The materials are selected so that the refractive indices n p and n o of the polymers are almost the same. Accordingly, the refractive index of the liquid crystal layer 17 becomes n o.
【００３５】以下、本発明の液晶パネルの動作について
説明する。まず、対向電極１６ａ，１６ｂと画素電極Ｂ
間に電圧が印加されていない時（以後、オフ状態と呼
ぶ）、Ａ部分の屈折率ｎa＞Ｂ部分の屈折率ｎbであるか
ら、液晶１７に回折格子が形成された状態となる。した
がって、入射光は回折される。回折された光は液晶１７
のＢの部分で散乱され、更にその光路は曲げられる。以
上のことより、液晶１７層を直進する光は非常に少なく
なる。逆に対向電極１６ａ，１６ｂと画素電極１３間に
液晶を配向させ得る電圧が印加されている時（以後、オ
ン状態と呼ぶ）、Ａ部分の屈折率ｎa＝Ｂ部分の屈折率
ｎbとなる。また、この際、ｎa＝ｎp＝ｎo＝ｎpである
から、液晶層１７は透明となるとともに、回折格子は消
滅する。したがって、入射光は直進する。オン状態とオ
フ状態の中間での電圧印加状態では中間的な光の散乱・
透過状態となる。以上のように印加電圧により回折格子
を生成あるいは消滅させることができるため、コントラ
ストは非常に高くすることができる。The operation of the liquid crystal panel of the present invention will be described below. First, the counter electrodes 16a and 16b and the pixel electrode B
When no voltage is applied between them (hereinafter referred to as an off state), the refractive index n a of the A portion is larger than the refractive index n b of the B portion, so that the liquid crystal 17 has a diffraction grating formed. Therefore, the incident light is diffracted. The diffracted light is the liquid crystal 17
The light is scattered at the portion B of B, and its optical path is bent. As described above, the amount of light traveling straight through the liquid crystal 17 layer is extremely small. On the contrary, when a voltage for aligning the liquid crystal is applied between the counter electrodes 16a and 16b and the pixel electrode 13 (hereinafter, referred to as ON state), the refractive index n a of the A portion is equal to the refractive index n b of the B portion. Become. At this time, since n a = n p = n o = n p , the liquid crystal layer 17 becomes transparent and the diffraction grating disappears. Therefore, the incident light goes straight. When voltage is applied between the ON state and the OFF state, intermediate light scattering
It becomes transparent. As described above, since the diffraction grating can be generated or eliminated by the applied voltage, the contrast can be made extremely high.
【００３６】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写型テレビについて説明する。（図８）は本発明の液晶
投写型テレビの構成図である。ただし、説明に不要な構
成要素は省略している。（図８）において、８１は集光
光学系であり、内部に凹面鏡および光発生手段として２
５０Ｗのメタルハライドランプを有している。また、凹
面鏡は有視光のみを反射させるように構成されている。
８２は赤外線および紫外線を透過させ有視光のみを反射
させる赤外線紫外線カットミラーである。ただし、赤外
線カットミラー８２は集光光学系１５１の内部に配置し
てもよいことは言うまでもない。また、８３ａはＢＤ
Ｍ、８３ｂはＧＤＭ、８３ｃはＲＤＭである。なお、Ｂ
ＤＭ８３ａからＲＤＭ８３ｃの配置は前記の順序に限定
するものではなく、また、最後のＲＤＭ８３ｃ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。The liquid crystal projection television of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram of the liquid crystal projection television of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 8, reference numeral 81 denotes a condensing optical system, which has a concave mirror and a light generating means 2 inside.
It has a 50W metal halide lamp. Further, the concave mirror is configured to reflect only visible light.
Reference numeral 82 denotes an infrared / UV cut mirror that transmits infrared rays and ultraviolet rays and reflects only visible light. However, it goes without saying that the infrared cut mirror 82 may be arranged inside the condensing optical system 151. Also, 83a is BD
M and 83b are GDM, and 83c is RDM. In addition, B
It goes without saying that the arrangement of the DM 83a to the RDM 83c is not limited to the order described above, and the final RDM 83c may be replaced by the total reflection mirror.
【００３７】８４ａ，８４ｂ，８４ｃは本発明の液晶パ
ネルである。なお、前記液晶パネルのうち、Ｒ光を変調
する液晶パネル８４ｃは他の液晶パネルに比較して水滴
状液晶粒子径を大きく、もしくは液晶膜厚も厚めに構成
している。これは光が長波長になるほど散乱特性が低下
するためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させると
きの紫外線光の強度を制御することあるいは使用材料を
変化させることにより制御できる。液晶膜厚はビーズ径
を変化することにより調整できる。また、回折格子の高
さ・ピッチ等も赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）用のそれ
ぞれの液晶パネルに対して変化させてもよい。その場合
はＲ用の液晶パネルの屈折率Ａの部分の高さが最も高く
Ｂ用は最も低くすると良い。８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，
８７ａ，８７ｂ，８７ｃはレンズ、８６ａ，８６ｂおよ
び８６ｃは、しぼりとしてのアパーチャである。なお、
８５，８６および８７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８５，８６および８７の組を
投写レンズ系と呼ぶ。また、アパーチャはレンズ８５等
のＦ値が大きいとき必要がないことは明らかであり、投
写レンズ系を１つのレンズに置きかえることができるこ
とも明らかである。Reference numerals 84a, 84b, 84c are liquid crystal panels of the present invention. Among the liquid crystal panels, the liquid crystal panel 84c that modulates the R light has a larger droplet diameter of liquid crystal particles or a larger liquid crystal film thickness than other liquid crystal panels. This is because the longer the wavelength of light, the lower the scattering characteristics. The particle size of the water-drop liquid crystal can be controlled by controlling the intensity of ultraviolet light during polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter. Further, the height and pitch of the diffraction grating may be changed for each of the red (R), green (G) and blue (B) liquid crystal panels. In that case, it is preferable that the height of the portion having the refractive index A of the liquid crystal panel for R is highest and that for B is the lowest. 85a, 85b, 85c,
87a, 87b and 87c are lenses, and 86a, 86b and 86c are apertures as squeezers. In addition,
A projection optical system is composed of 85, 86 and 87. A set of 85, 86 and 87 is called a projection lens system unless there is any problem. It is also clear that the aperture is not necessary when the F value of the lens 85 or the like is large, and it is clear that the projection lens system can be replaced by one lens.
【００３８】投写レンズ系の配置等は以下のとおりであ
る。まず、液晶表示装置の高分子分散液晶パネル８４と
レンズ８５との距離Ｌと、レンズ８５とアパーチャ８６
までの距離はほぼ等しくなるように配置される。投写レ
ンズ系は各液晶パネルを透過した平行光線を透過させ、
各液晶パネルで散乱した光を遮光させる役割を果たす。
その結果、スクリーン上に高コントラストのフルカラー
表示が実現できる。アパーチャの開口径Ｄを小さくすれ
ばコントラストは向上する。しかし、スクリーン上の画
像輝度は低下する。The arrangement and the like of the projection lens system are as follows. First, the distance L between the polymer dispersed liquid crystal panel 84 and the lens 85 of the liquid crystal display device, the lens 85 and the aperture 86.
Are arranged so that the distances to are almost equal. The projection lens system transmits the parallel rays that have passed through each liquid crystal panel,
It plays the role of blocking the light scattered by each liquid crystal panel.
As a result, full-color display with high contrast can be realized on the screen. The contrast is improved by reducing the aperture diameter D of the aperture. However, the image brightness on the screen is reduced.
【００３９】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、１
０〜１５μｍの時、レンズの集光角は６度前後が最適で
あり、その時、コントラストは画面中心部で２００：１
であり、リア方式テレビで４０インチスクリーンに投写
した際、スクリーンゲイン５で３００［ｆｔ］以上であ
り、ＣＲＴ投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝
度を得ることができた。The thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 1
At 0 to 15 μm, the optimal condensing angle of the lens is around 6 degrees, and at that time, the contrast is 200: 1 at the center of the screen.
When projected on a 40-inch screen with a rear system television, the screen gain was 300 [ft] or more, and a screen brightness equal to or higher than that of the CRT projection television could be obtained.
【００４０】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８１から
白色光が照射され、前記白色光のＢ光成分はＢＤＭ８３
ａにより反射される。前記Ｂ光は高分子分散液晶パネル
８４ａに入射する。前記高分子分散液晶パネルは（図９
（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 of the present invention will be described below. Since the R, G, and B light modulation systems have substantially the same operation, the B light modulation system will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 81, and the B light component of the white light is BDM83.
It is reflected by a. The B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 84a. The polymer dispersed liquid crystal panel (see FIG.
As shown in (a) and (b), the scattering and transmission states of the incident light are controlled by the signal applied to the pixel electrode to modulate the light.
【００４１】散乱した光はアパーチャ８６ａで遮光さ
れ、逆に、所定角度内の光はアパーチャ８６ａを通過す
る。変調された光は投写レンズ８７ａ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８４ｂはＧ光成分の光を変調し、ま
た、高分子分散液晶パネル８４ｃ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 blocked by the aperture 86a, and conversely, the light within a predetermined angle passes through the aperture 86a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 87a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 84b modulates the G light component light, and the polymer dispersed liquid crystal panel 84c modulates the R light component light so that a color image is displayed on the screen.
【００４２】また、（図８）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。The projection lens system in FIG. 8 is not limited to this. For example, a central shield type optical system in which parallel light is shielded by a light shield and scattered light is projected on the screen may be used. Needless to say.
【００４３】また、（図８）においては光は対向基板１
１側から入射させるとしたが、これに限定するものでは
なく、アレイ基板１２から入射させても同様の効果が得
られることは明らかである。以上のように、本発明の液
晶パネルおよび液晶投写型テレビは光の入射方向に左右
されるものではない。Further, in (FIG. 8), light is emitted from the counter substrate 1.
Although it is assumed that the light is incident from the first side, it is not limited to this, and it is clear that the same effect can be obtained even when the light is incident from the array substrate 12. As described above, the liquid crystal panel and the liquid crystal projection television of the present invention do not depend on the incident direction of light.
【００４４】さらに、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, the embodiment of the liquid crystal projection type television of the present invention is described as a rear type liquid crystal projection type television, but it is not limited to this, and a front type liquid crystal projection type for projecting an image on a reflection type screen. It goes without saying that you can use TV. Further, in the liquid crystal projection television of the present embodiment, the color separation is performed by the dichroic mirror, but the invention is not limited to this. For example, an absorption type color filter may be used to perform the color separation.
【００４５】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, but the invention is not limited to this, and, for example, a mirror or the like. It goes without saying that a configuration may be adopted in which the display images modulated by the liquid crystal panel are combined into one by using, and then projected into one projection lens system. Furthermore, it is not limited to providing a liquid crystal panel that modulates each of R, G, and B lights. For example, a television that projects an image on the panel by attaching a mosaic color filter to one liquid crystal panel may be used.
【００４６】さらに、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、画素電極を
金属物質で反射電極にすればよい。Further, although the liquid crystal panel of the present invention has been described as a transmissive liquid crystal panel, it is not limited to this, and it may be formed as a reflective type. In that case, the pixel electrode may be a reflective electrode made of a metal material.
【００４７】さらに、（図８）に示す光学系に限定する
ものではなく、シュリーレン光学系を用いてもよい。そ
の構成図を（図１６）に示す。光の変調素子として先に
説明した本発明の液晶パネルを反射型構成にして用い
る。投写光源１６３から発した投写光は、コンデンサレ
ンズ１６４でミラー１６２に集束される。集光光はミラ
ー１６２で反射され、シュリーレンレンズ１６５で平行
光線となって本発明の液晶パネル１６６に入射する。回
折格子が完全に生成されている画素に入射した光は回折
され、シュリーレンレンズ１６５により拡大されてスク
リーン１６１に投映される。回折格子が完全に消滅した
画素に入射した光はそのまま反射し、１６２のミラー兼
シュリーレンストップで遮光される。前述の回折格子生
成と消滅の中間的状態の時は回折状態に応じた光がスク
リーン１６１に投映される。なお、前述の液晶投写型テ
レビにおいて回折された光をシュリーレンレンズ１６５
でスクリーンに投映するとしたが、これに限定するもの
ではなく、回折された光をシュリーレンストップで遮光
されるシュリーレン光学系に構成してもよいことは言う
までもない。Furthermore, the optical system is not limited to the one shown in FIG. 8 and a Schlieren optical system may be used. The block diagram is shown in FIG. The liquid crystal panel of the present invention described above is used as a light modulation element in a reflective configuration. The projection light emitted from the projection light source 163 is focused on the mirror 162 by the condenser lens 164. The condensed light is reflected by the mirror 162, becomes parallel rays by the schlieren lens 165, and enters the liquid crystal panel 166 of the present invention. The light incident on the pixel for which the diffraction grating is completely generated is diffracted, enlarged by the schlieren lens 165, and projected on the screen 161. The light incident on the pixel in which the diffraction grating has completely disappeared is reflected as it is, and is shielded by the mirror / Schlieren stop 162. In the intermediate state between generation and extinction of the diffraction grating, light corresponding to the diffraction state is projected on the screen 161. It should be noted that the light diffracted in the above-mentioned liquid crystal projection television is schlieren lens 165
However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that a Schlieren optical system in which diffracted light is blocked by a Schlieren stop may be configured.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルでは
高分子分散液晶を用いているため、ＴＮ液晶を用いた液
晶パネルに比較して２倍以上の高輝度画面を得ることが
できる。また、液晶パネル内に本発明の液晶パネルの製
造方法を用いて回折格子を形成しているため、その液晶
層での散乱効果と回折効果により、液晶のオフ状態での
光の直進透過量を大幅に小さくすることができる。逆に
液晶がオン状態では回折格子は消滅するので、入射光は
そのまま直進する。従って、コントラストは１００以上
を達成でき、階調表示特性が非常に良好な高品位画像表
示を実現できる。As described above, since the liquid crystal panel of the present invention uses the polymer-dispersed liquid crystal, it is possible to obtain a high-brightness screen which is more than twice as bright as the liquid crystal panel using the TN liquid crystal. In addition, since the diffraction grating is formed in the liquid crystal panel by using the method for manufacturing a liquid crystal panel of the present invention, the amount of straight transmission of light in the off state of the liquid crystal is increased by the scattering effect and the diffraction effect in the liquid crystal layer. Can be significantly reduced. On the contrary, when the liquid crystal is on, the diffraction grating disappears, so that the incident light goes straight on. Therefore, a contrast of 100 or more can be achieved, and high-quality image display with very good gradation display characteristics can be realized.
【００４９】本発明の液晶投写型テレビでは、本発明の
液晶パネルを用いているために、画質の高輝度化および
高コントラスト表示を実現できる。さらに、本発明の液
晶投写型テレビではＲ・Ｇ・Ｂの波長それぞれに対応し
て、水滴状液晶の平均粒径または孔子径を変化させるこ
と、または、回折格子の高さ等を変化させることによ
り、それぞれの波長でのコントラストを大幅に改善して
おり、高品位映像表示を実現できる。In the liquid crystal projection television of the present invention, since the liquid crystal panel of the present invention is used, it is possible to realize high brightness of image quality and high contrast display. Further, in the liquid crystal projection television of the present invention, the average particle diameter or the pore diameter of the water droplet liquid crystal is changed or the height of the diffraction grating or the like is changed corresponding to each of the R, G, and B wavelengths. As a result, the contrast at each wavelength is greatly improved, and high quality image display can be realized.
【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例における液晶パネルの対向電
極基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a counter electrode substrate of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
【図３】（図２）に示す液晶パネルの対向電極基板のＡ
−Ａ’線における断面図である。FIG. 3 A of the counter electrode substrate of the liquid crystal panel shown in FIG.
It is sectional drawing in the -A 'line.
【図４】本発明の液晶パネルの対向電極基板の他の実施
例の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the counter electrode substrate of the liquid crystal panel of the present invention.
【図５】対向電極基板の等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a counter electrode substrate.
【図６】本発明の液晶パネルの製造方法の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a liquid crystal panel of the present invention.
【図７】本発明の液晶パネルの製造方法の説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a liquid crystal panel of the present invention.
【図８】本発明の液晶投写型テレビの一実施例の構成図
である。FIG. 8 is a configuration diagram of an embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention.
【図９】高分子分散液晶パネルの動作の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel.
【図１０】液晶パネルの外観図である。FIG. 10 is an external view of a liquid crystal panel.
【図１１】液晶パネルの等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.
【図１２】従来の液晶パネルの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional liquid crystal panel.
【図１３】液晶パネルのアレイ基板の平面図である。FIG. 13 is a plan view of an array substrate of a liquid crystal panel.
【図１４】従来の液晶パネルの断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal panel.
【図１５】従来の液晶投写型テレビの構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.
【図１６】本発明の液晶投写型テレビの他の実施例にお
ける構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of another embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention.
１１，１４１ 対向電極基板 １２，１４２ アレイ基板 １３ 画素電極 １４ ソース信号線 １５，１５ａ，１５ｂ，１２１ ブラックマトリックス １６，１６ａ，１６ｂ，４１，４２，１２２ 対向電極 １７ 高分子分散液晶 ４３ 絶縁膜 ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 接続端子 ６１ 液晶溶液 ８４ａ，８４ｂ，８４ｃ 高分子分散液晶パネル ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ アパーチャ ９４ 水滴状液晶 ９５ ポリマー 11,141 Counter electrode substrate 12,142 Array substrate 13 pixel electrodes 14 Source signal line 15,15a, 15b, 121 Black Matrix 16, 16a, 16b, 41, 42, 122 Counter electrodes 17 Polymer dispersed liquid crystal 43 Insulation film 51a, 51b, 51c, 51d connection terminals 61 Liquid crystal solution 84a, 84b, 84c Polymer dispersed liquid crystal panel 86a, 86b, 86c aperture 94 Water Drop Liquid Crystal 95 polymer
Claims (10)
れた第１の基板と、画素電極を有する第２の基板を具備
し、前記第１の基板と第２の基板間に高分子分散液晶を
挟持していることを特徴とする液晶パネル。1. A counter electrode of a pixel comprises a first substrate composed of a plurality of electrodes, and a second substrate having a pixel electrode, wherein a polymer is dispersed between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal panel characterized by sandwiching a liquid crystal.
れ、かつ隣接するストライプ状の電極が電気的に非接続
状態に形成されてることを特徴とする請求項１記載の液
晶パネル。2. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the counter electrode is formed as a striped electrode, and adjacent striped electrodes are formed in an electrically unconnected state.
折率の部分を有し、かつ前記相異なる屈折率を有する部
分が周期的に繰りかえされていることを特徴とする請求
項１記載の液晶パネル。3. The polymer-dispersed liquid crystal on the counter electrode has a plurality of portions having a different refractive index, and the portions having different refractive indexes are periodically repeated. The described liquid crystal panel.
的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の液
晶パネル。4. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the counter electrode is electrically connected to the black matrix.
成する第１の工程と、前記第１の基板と画素電極が形成
された第２の基板を所定間隔おいて保持する第２の工程
と、前記第１と第２の基板間に液晶を含有する樹脂を注
入する第３の工程と、前記第１と第２の対向電極間に電
位差が生じるように信号を印加するとともに光照射手段
または加熱手段のうち少なくとも一方の手段を用いて前
記樹脂を硬化させる第４の工程を行なうことを特徴とす
る液晶パネルの製造方法。5. A first step of forming first and second counter electrodes on a first substrate, and holding the first substrate and a second substrate on which pixel electrodes are formed at predetermined intervals. A second step, a third step of injecting a resin containing liquid crystal between the first and second substrates, and a signal is applied so that a potential difference is generated between the first and second counter electrodes. At the same time, a fourth step of curing the resin is performed by using at least one of a light irradiation means and a heating means.
とする請求項５記載の液晶パネルの製造方法。6. The method of manufacturing a liquid crystal panel according to claim 5, wherein the resin is an ultraviolet curable resin.
段と、前記光発生手段が発生した光を前記液晶パネルに
導く第１の光学要素部品と、前記液晶パネルで変調され
た光を投映する第２の光学要素部品を具備することを特
徴とする液晶投写型テレビ。7. The liquid crystal panel according to claim 1, a light generating means, a first optical element part for guiding the light generated by the light generating means to the liquid crystal panel, and light modulated by the liquid crystal panel. A liquid crystal projection television, comprising a second optical element component for projecting.
青色光、緑色光および赤色光の３つの所定範囲の波長の
光に分割され、かつ、液晶パネルは前記３つの所定範囲
の波長の光のうち少なくとも１つに対して配置されてい
ることを特徴とする請求項７記載の液晶投写型テレビ。8. The light generated by the light generating means is divided by a color filter into light of three predetermined wavelength ranges, blue light, green light and red light, and the liquid crystal panel has three predetermined wavelength ranges. The liquid crystal projection television according to claim 7, wherein the liquid crystal projection television is arranged for at least one of the lights.
ることを特徴とする請求項８記載の液晶投写型テレビ。9. The liquid crystal projection type television according to claim 8, wherein the color filter is a dichroic mirror.
と、緑色光を変調する液晶パネルの光学像と、赤色光を
変調する液晶パネルの光学像とが光学要素部品により、
スクリーンの同一位置に投映されることを特徴とする請
求項８記載の液晶投写型テレビ。10. The optical image of the liquid crystal panel that modulates blue light, the optical image of the liquid crystal panel that modulates green light, and the optical image of the liquid crystal panel that modulates red light are formed by optical element parts.
9. The liquid crystal projection type television according to claim 8, wherein the image is projected on the same position on the screen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3165493A JPH0511235A (en) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type television |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3165493A JPH0511235A (en) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type television |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511235A true JPH0511235A (en) | 1993-01-19 |
Family
ID=15813449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3165493A Pending JPH0511235A (en) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type television |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0511235A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2575953A (en) * | 2017-05-18 | 2020-01-29 | Control Shell Ltd | Protective barrier for a control panel |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3165493A patent/JPH0511235A/en active Pending
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