JPH05203943A - Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel - Google Patents

Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel

Info

Publication number
JPH05203943A
JPH05203943A JP4150366A JP15036692A JPH05203943A JP H05203943 A JPH05203943 A JP H05203943A JP 4150366 A JP4150366 A JP 4150366A JP 15036692 A JP15036692 A JP 15036692A JP H05203943 A JPH05203943 A JP H05203943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal panel
light
layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4150366A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Omae
秀樹 大前
Hiroshi Takahara
博司 高原
Takaaki Tanaka
孝明 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4150366A priority Critical patent/JPH05203943A/en
Publication of JPH05203943A publication Critical patent/JPH05203943A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal panel of a high-brightness and high- contrast display and the liquid crystal projector. CONSTITUTION:A layer 15 having rugged sectional shapes is formed on the surfaces of at least either of picture element electrodes 14 and counter electrodes 22 of the liquid crystal panel facing a liquid crystal layer and high-polymer dispersed liquid crystals 23 are used for the liquid crystals. The layer 15 having the rugged sectional shapes acts as a diffraction grating if the recessed parts and projecting parts of the layer 15 having the rugged sectional shapes are formed to have regular periodicity. The scattering performance of the liquid crystal layer is improved even if the recessed parts and projecting parts of the layer 15 having the rugged sectional shapes are so formed as not to have the regular periodicity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投影する液
晶投写装置、および主として前記液晶投写装置に用いる
液晶パネルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal projection device for mainly enlarging and projecting an image displayed on a small liquid crystal panel on a screen, and a liquid crystal panel mainly used for the liquid crystal projection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は軽量、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
大投影し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビが
にわかに注目を集めてきている。現在、商品化されてい
る液晶投写型テレビには液晶の旋光特性を利用したツイ
スティッドネマチック(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 display device has many features such as light weight and thin shape, research and development are actively conducted. However, there are many problems such as difficulty in increasing the screen size. So in recent years
A liquid crystal projection television, which obtains a large-screen display image by enlarging and projecting a display image on a small liquid crystal panel using a projection lens or the like, has suddenly attracted attention. At present, twisted nematic (hereinafter referred to as TN) liquid crystal panels that utilize the optical rotation property of liquid crystals are used in commercialized liquid crystal projection televisions.

【0003】まず、一般的な液晶パネルについて説明す
る。(図25)は液晶パネルの平面図である。(図2
5)において、251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)、252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)、256はアレイ基板251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)、255はアレイ基板251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)、253は偏光フィルム、254
は液晶を封止するための封止樹脂である。なお、以後、
同一符号を付したものは同一内容あるいは同一構成もし
くは近似的なものである。
First, a general liquid crystal panel will be described. FIG. 25 is a plan view of the liquid crystal panel. (Fig. 2
In 5), 251 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 252 is an IT substrate.
A substrate on which a transparent electrode made of O or the like is formed (hereinafter, referred to as a counter substrate) 256 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 251. , A gate drive IC), 255 is a drive IC for applying a data signal to a source signal line on the array substrate 251 (hereinafter referred to as a source drive IC), 253 is a polarizing film, 254
Is a sealing resin for sealing the liquid crystal. After that,
Those denoted by the same reference numerals have the same contents, the same configurations, or similar ones.

【0004】(図26(a))は従来の液晶パネルの一
画素部の平面図である。また、(図26(b))は(図
26(a))のD−D′線での断面図である。ただし、
図面は説明を容易にするために説明に不要な箇所は省略
しており、また、モデル的に描いている。以上のことは
以下の図面に対しても同様である。
FIG. 26 (a) is a plan view of one pixel portion of a conventional liquid crystal panel. Further, (FIG. 26 (b)) is a cross-sectional view taken along line DD ′ of (FIG. 26 (a)). However,
In the drawings, portions unnecessary for description are omitted for ease of description, and the drawings are drawn as models. The above also applies to the following drawings.

【0005】(図26(a)(b))において、12は
ソース信号線であり、その一端はソースドライブIC2
55に接続されている。11はゲート信号線であり、そ
の一端はゲートドライブIC256に接続されている。
16は第1の電極、つまりITOからなる画素電極14
が形成されたアレイ基板である。(図27)において、
21は対向基板、271はTN液晶からなる層(以後、
TN液晶層と呼ぶ)であり、その膜厚は5μm前後であ
る。32はブラックマトリクスである。また、対向電極
22と画素電極14上にはポリイミド樹脂等の有機物か
らなる配向膜(図示せず)が形成されている。なお、一
画素の大きさは500μm〜30μm程度である。
In FIGS. 26A and 26B, reference numeral 12 is a source signal line, one end of which is the source drive IC 2
Connected to 55. Reference numeral 11 is a gate signal line, one end of which is connected to the gate drive IC 256.
16 is a first electrode, that is, a pixel electrode 14 made of ITO
Is an array substrate on which is formed. In (Fig. 27),
21 is a counter substrate, 271 is a layer made of TN liquid crystal (hereinafter,
It is called a TN liquid crystal layer), and its film thickness is around 5 μm. 32 is a black matrix. An alignment film (not shown) made of an organic material such as polyimide resin is formed on the counter electrode 22 and the pixel electrode 14. The size of one pixel is about 500 μm to 30 μm.

【0006】(図29)に従来の液晶パネルであるTN
液晶パネルの動作の説明図を示す。(図29)におい
て、291は偏光板、292は偏光方向、293は透明
電極、294は液晶分子、295は信号源、296はス
イッチである。(図29)に示すように、オフ状態では
入射光が90度回転し、オン状態では回転せずに透過す
る。したがって、2枚の偏光板291の偏光方向が直交
していれば、オフ状態では光が透過、オン状態では遮光
される。ただし、偏光方向が互いに平行であればその逆
になる。以上のようにTN液晶パネルは光を変調し画像
を表示する。
FIG. 29 shows a conventional liquid crystal panel, TN.
The explanatory view of operation of a liquid crystal panel is shown. In FIG. 29, 291 is a polarizing plate, 292 is a polarization direction, 293 is a transparent electrode, 294 is a liquid crystal molecule, 295 is a signal source, and 296 is a switch. As shown in FIG. 29, the incident light rotates 90 degrees in the off state, and transmits without rotating in the on state. Therefore, if the polarization directions of the two polarizing plates 291 are orthogonal to each other, light is transmitted in the off state and is shielded in the on state. However, if the polarization directions are parallel to each other, the opposite is true. As described above, the TN liquid crystal panel modulates light to display an image.

【0007】以下、従来の液晶投写装置について図面を
参照しながら説明する。(図28)は従来の液晶投写装
置の構成図である。(図28)において、281は集光
光学系、282は赤外線を透過させる赤外線カットミラ
ー、283aは青色光反射ダイクロイックミラー(以
後、BDMと呼ぶ)、283bは緑色光反射ダイクロイ
ックミラー(以後、GDMと呼ぶ)、283cは赤色光
反射ダイクロイックミラー(以後、RDMと呼ぶ)、2
84a,284b,284c,286a,286b,2
86cは偏光板、285a,285b,285cは透過
型の従来のTN液晶パネル、287a,287b,28
7cは投写レンズ系である。なお、説明に不要な構成
物、たとえばフィールドレンズなどは図面から省略して
いる。
A conventional liquid crystal projection device will be described below with reference to the drawings. FIG. 28 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection device. In FIG. 28, 281 is a condensing optical system, 282 is an infrared cut mirror that transmits infrared rays, 283a is a blue light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as BDM), and 283b is a green light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as GDM). 283c is a red light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as RDM), 2
84a, 284b, 284c, 286a, 286b, 2
86c is a polarizing plate, 285a, 285b and 285c are transmissive conventional TN liquid crystal panels, 287a, 287b and 28.
7c is a projection lens system. It should be noted that components unnecessary for the description, such as a field lens, are omitted from the drawings.

【0008】以下、従来の液晶投写装置の動作について
(図28)を参照しながら説明する。まず、集光光学系
281から出射された白色光はBDM283aにより青
色光(以後、B光と呼ぶ)が反射され、このB光は偏光
板284aに入射される。BDM283aを透過した光
はGDM283bにより緑色光(以後、G光と呼ぶ)が
反射され、偏光板284bに、また、RDM283cに
より赤色光(以後、R光と呼ぶ)が反射され、偏光板2
84c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
そろえて各液晶パネルに照射させる。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 projector will be described below with reference to FIG. 28. First, the white light emitted from the condensing optical system 281 is reflected by the BDM 283a as blue light (hereinafter referred to as B light), and this B light is incident on the polarizing plate 284a. The light transmitted through the BDM 283a is reflected by the GDM 283b as green light (hereinafter referred to as G light), is reflected by the polarizing plate 284b, and is reflected by the RDM 283c as red light (hereinafter referred to as R light).
It is incident on 84c. The polarizing plate transmits only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light, aligns the polarization direction of the light, and irradiates each liquid crystal panel. At this time, 50% or more of the light is absorbed by the polarizing plate, and the brightness of the transmitted light becomes half or less at the maximum.

【0009】各液晶パネルは映像信号により前記透過光
を変調する。変調された光はその変調度合により各偏光
板286a,286b,286cを透過し、各投写レン
ズ系287a,287b,287cに入射して、前記レ
ンズ系によりスクリーン(図示せず。)に拡大投影され
る。
Each liquid crystal panel modulates the transmitted light according to a video signal. The modulated light passes through the polarizing plates 286a, 286b, 286c according to the degree of modulation, enters the projection lens systems 287a, 287b, 287c, and is enlarged and projected on a screen (not shown) by the lens system. It

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述の説明でも明らか
なように、TN液晶を用いた液晶パネルでは、前述液晶
パネルに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。前述の偏光板は理論的に50%以上の光を吸収して
しまう。したがって、従来の課題としてスクリーンに拡
大投影した際、低輝度画面しか得られないという課題が
ある。
As is clear from the above description, in a liquid crystal panel using TN liquid crystal, it is necessary to make linearly polarized light incident on the liquid crystal panel. Therefore, it is necessary to dispose polarizing plates before and after the liquid crystal panel. The above-mentioned polarizing plate theoretically absorbs 50% or more of light. Therefore, as a conventional problem, there is a problem that only a low-luminance screen can be obtained when enlarged projection is performed on the screen.

【0011】偏光板を用いない液晶パネルならびに液晶
投写装置の先行技術として特公昭53−3928号公報
等でネマチック液晶と回折格子を組み合わせた素子が提
案されていたが、基板表面に回折格子のようなピッチが
細かくなおかつ高さがある凹凸があっては液晶分子を配
向させることは困難である。
As a prior art of a liquid crystal panel and a liquid crystal projection device which does not use a polarizing plate, an element in which a nematic liquid crystal and a diffraction grating are combined has been proposed in Japanese Patent Publication No. 53-3928 and the like. It is difficult to orient the liquid crystal molecules if the pitch is fine and the height is uneven.

【0012】前記の課題を解決するため、本発明は高分
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。さらに配向制御が不要である為に基板表面に回折格
子のような凹凸があっても全く問題にならない。
In order to solve the above problems, the present invention uses a polymer dispersed liquid crystal. A liquid crystal panel using polymer-dispersed liquid crystal does not use a polarizing plate, and thus the light utilization efficiency can be made very high. Further, since orientation control is unnecessary, even if the substrate surface has irregularities such as a diffraction grating, there is no problem at all.

【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 liquid crystals and 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 will be referred to as a PNLC, and a liquid crystal panel using the liquid crystal will be referred to as 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】PD液晶パネルは、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。
The PD liquid crystal panel 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、PN液晶パネルは液晶分子
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PD液晶パネルおよびPN液
晶パネル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、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。さらに、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, the PN liquid crystal panel uses the irregularity itself of the alignment of liquid crystal molecules. Irregular orientation,
That is, the incident light is scattered when 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 the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel 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, the PD liquid crystal panel will be described as an example for ease of explanation.
Further, the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel are collectively called a polymer dispersed liquid crystal panel. Further, the liquid containing the liquid crystal to be injected into the polymer dispersed liquid crystal panel is generically called a liquid crystal solution or a resin, and the state in which the resin component in the liquid crystal solution is polymerized and cured is called a polymer.

【0016】このような分散タイプの液晶表示素子の液
晶層となる高分子分散液晶層におけるポリマーマトリク
スとしては、基本的には透明であれば、熱可塑性樹脂で
も熱硬化性樹脂であってもさしつかえないが、紫外線硬
化型の樹脂が最も簡便で、性能も良く一般に使用される
ことが多い。その理由として従来のTNモード液晶バネ
ルの製造方法がそのまま応用できる為である。従来の液
晶パネルの製造方法として、まず上下2枚の基板にあら
かじめ所定の電極パターンを形成しておき、該電極同士
が対向するように2枚の基板を重ね合わせる。この際に
所定の大きさの粒径の揃ったスペーサを基板間にはさみ
こみ、2枚の基板の間隙を保持できるようにした状態で
2枚の基板をエポキシ樹脂のシール材で固定させる。次
にこのようにして得られた空セルの中に液晶を注入する
といった製造方法が多く用いられている。
The polymer matrix in the polymer-dispersed liquid crystal layer which becomes the liquid crystal layer of such a dispersion type liquid crystal display device may be either thermoplastic resin or thermosetting resin as long as it is basically transparent. However, UV curable resins are the most convenient and have good performance and are often used in general. The reason is that the conventional manufacturing method of the TN mode liquid crystal panel can be directly applied. As a conventional liquid crystal panel manufacturing method, first, a predetermined electrode pattern is formed in advance on the upper and lower substrates, and the two substrates are stacked so that the electrodes face each other. At this time, two substrates are fixed with an epoxy resin sealant in a state where a spacer having a predetermined size and a uniform particle size is sandwiched between the substrates so that the gap between the two substrates can be maintained. Next, a manufacturing method in which a liquid crystal is injected into the empty cell thus obtained is often used.

【0017】この製造方法を応用して分散タイプの液晶
パネルを製造する為には、ポリマーマトリクスの材料を
紫外線硬化型の樹脂、特にその一例としてアクリル系の
樹脂を用いれば、注入前に於いてはモノマーあるいは/
及びオリゴマーといった比較的低粘度な前駆体として存
在し、液晶とのブレンド物は常温で注入するのに十分な
流動性を有している。従って従来の液晶パネルの製造方
法を応用して、注入後に光照射して硬化反応を進めて高
分子分散液晶層を形成するという方法を用いれば容易に
分散タイプの液晶パネルを作成できる。
In order to manufacture a dispersion type liquid crystal panel by applying this manufacturing method, if an ultraviolet curable resin, especially an acrylic resin as an example thereof, is used as the material of the polymer matrix, before injection. Is monomer or
It exists as a precursor having a relatively low viscosity such as an oligomer and an oligomer, and the blend with the liquid crystal has sufficient fluidity to be injected at room temperature. Therefore, a dispersion type liquid crystal panel can be easily prepared by applying a conventional liquid crystal panel manufacturing method and using a method of irradiating light after injection and proceeding a curing reaction to form a polymer dispersed liquid crystal layer.

【0018】また、注入した後にパネルに紫外線を照射
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。樹脂分と比較して液晶の
量が少ない場合は独立した粒子状の液晶滴が形成され
る。一方液晶の量が多い場合は高分子マトリクスが液晶
材料中に粒子状又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。この際に液晶滴の粒子
径、もしくはポリマーネットワークの孔径がある程度均
一で尚且つ大きさとしては0.1μm〜数μmの範囲で
なければ光の散乱性能は悪く、コントラスト比が上がら
ない。この為には比較的短時間で硬化が終了しうる材料
でなければならず紫外線硬化型樹脂が望ましい。
When the panel is irradiated with ultraviolet rays after the injection, only the resin undergoes a polymerization reaction to become a polymer, and only the liquid crystal undergoes phase separation. 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 polymer matrix is present in the liquid crystal material in the form of particles or networks, and the liquid crystal is formed so as to form a continuous layer. At this time, if the particle diameter of the liquid crystal droplets or the pore diameter of the polymer network is uniform to some extent and the size is not in the range of 0.1 μm to several μm, the light scattering performance is poor and the contrast ratio cannot be increased. For this purpose, the material must be one that can be cured in a relatively short time, and an ultraviolet curable resin is desirable.

【0019】高分子分散液晶パネルの動作について(図
30(a)(b))を用いて簡単に述べる。(図30
(a)(b))は高分子分散液晶パネルの動作の説明図
である。(図30(a)(b))において、301はア
レイ基板、302は画素電極、303は対向電極、30
4は水滴状液晶、305はポリマー、306は対向基板
である。画素電極302にはTFT等が接続され、TF
T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30(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304は不規則な方向に
配向している。この状態ではポリマー305と液晶とに
屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで(図30
(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301より出射する。
The operation of the polymer dispersed liquid crystal panel will be briefly described with reference to FIGS. 30 (a) and 30 (b). (Fig. 30
(A) (b) is explanatory drawing of operation | movement of a polymer dispersion liquid crystal panel. In FIGS. 30A and 30B, 301 is an array substrate, 302 is a pixel electrode, 303 is a counter electrode, 30
Reference numeral 4 is a water droplet liquid crystal, 305 is a polymer, and 306 is a counter substrate. A TFT or the like is connected to the pixel electrode 302, and TF
When T is turned on / off, a voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal alignment direction on the pixel electrode is changed, and light is modulated.
As shown in FIG. 30A, when no voltage is applied, the water droplet liquid crystals 304 are oriented in irregular directions. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 305 and the liquid crystal, and incident light is scattered. Here (Fig. 30
As shown in (b), when a voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal is aligned. If 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 emitted from the array substrate 301 without being scattered.

【0020】以上のように、高分子分散液晶パネルは偏
光板が不必要なため、光利用効率が高く、非常に高輝度
の表示画像が得られる。しかし、前記液晶を液晶パネル
に用いようとすると下記の課題がある。
As described above, since the polymer-dispersed liquid crystal panel does not require a polarizing plate, the light utilization efficiency is high and a display image with extremely high brightness can be obtained. However, if the above liquid crystal is used for a liquid crystal panel, there are the following problems.

【0021】一つは高分子分散液晶層と対向電極あるい
は画素電極との剥離である。これはITOなどで構成さ
れる電極と高分子分散液晶層との密着度が低いために発
生する。液晶投写型テレビでは光源としてのランプ点灯
時には液晶パネルには50〜60度の温度が印加され、
逆に消灯時には室温の10〜30度となる。従って、液
晶投写型テレビの電源をオン・オフすることにより液晶
パネルはヒートショック試験を行なわれているような過
酷な状態にさらされる。このヒートショック状態などに
より前述の剥離が発生する。
One is peeling of the polymer dispersed liquid crystal layer from the counter electrode or the pixel electrode. This occurs because the degree of adhesion between the electrode made of ITO or the like and the polymer dispersed liquid crystal layer is low. In a liquid crystal projection television, a temperature of 50 to 60 degrees is applied to a liquid crystal panel when a lamp as a light source is turned on,
On the contrary, when the lamp is turned off, the temperature is 10 to 30 degrees at room temperature. Therefore, when the power of the liquid crystal projection television is turned on and off, the liquid crystal panel is exposed to the severe condition as in the heat shock test. The above-mentioned peeling occurs due to this heat shock state or the like.

【0022】他の1つは散乱特性が悪いという点であ
る。この高分子分散型液晶パネルをデバイスとして実用
化するには低電圧で駆動できること、および十分なコン
トラスト比を有していることが要求される。特に良好な
表示を得るにはコントラスト比は、直視型のもので3
0:1以上、投写型のもので100:1以上が好まし
い。コントラスト比を大きくする為には、光散乱特性を
高めることが必要である。散乱作用の1つの目標として
完全拡散が考えられるが、完全拡散におけるコントラス
ト比CRはCR=1/sin2σで計算できる(Dew
ey.Proc.ofSID.P138.1977)。
但し、σは集光角(半角)である。コントラスト比を大
きくする為には光散乱特性を高めることが必要である。
高分子分散液晶層の厚みを増せば、光散乱性能は向上す
るが、駆動電圧は高くなりTFT駆動が困難となるとい
う問題を生じる。現状では高分子分散液晶パネルの光散
乱特性は、理想的な散乱状態である完全拡散状態には達
していない。
The other one is that the scattering characteristics are poor. In order to put this polymer-dispersed liquid crystal panel into practical use as a device, it must be driven at a low voltage and have a sufficient contrast ratio. To obtain a particularly good display, the contrast ratio should be 3
0: 1 or more, preferably 100: 1 or more for projection type. In order to increase the contrast ratio, it is necessary to improve the light scattering characteristics. Although perfect diffusion can be considered as one target of the scattering action, the contrast ratio CR in perfect diffusion can be calculated by CR = 1 / sin 2 σ (Dew
ey. Proc. ofSID. P138.1977).
However, σ is a converging angle (half angle). In order to increase the contrast ratio, it is necessary to improve the light scattering characteristics.
Increasing the thickness of the polymer-dispersed liquid crystal layer improves the light scattering performance, but raises the driving voltage and makes it difficult to drive the TFT. At present, the light-scattering characteristics of polymer-dispersed liquid crystal panels have not reached the perfect scattering state, which is an ideal scattering state.

【0023】特に投写型ディスプレイとして用いる場
合、現在一般的に用いられているメタルハライドランプ
を用いた凹面鏡集光光学系とこれに整合した投写光学系
のFナンバーは4〜5であり、現状の高分子分散液晶パ
ネルを使用した場合のコントラスト比は約50:1と不
十分である。
In particular, when used as a projection type display, the F-number of a concave mirror condensing optical system using a metal halide lamp which is generally used at present and a projection optical system matching with this is 4 to 5, which is a high level at present. The contrast ratio when using the molecular dispersion liquid crystal panel is insufficient at about 50: 1.

【0024】本発明の目的は、高輝度表示・高コントラ
ストの液晶パネルおよび液晶投写装置を提供することで
ある。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal panel and a liquid crystal projection device with high brightness display and high contrast.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、少なくとも一方は光透過性を有する互い
に対向する第1の基板および第2の基板と、前記第1と
第2の基板の相対する面に形成した電極層と、前記第1
と第2の基板間に狭持された高分子分散液晶層と、前記
第1と第2の基板のうち少なくとも一方の基板上の電極
を形成した面上に形成した凹凸の断面形状を有する層と
から液晶パネルを構成する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, at least one of a first substrate and a second substrate facing each other having a light transmitting property, and the first and second substrates. An electrode layer formed on opposite surfaces of the
And a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between a second substrate and a layer having an uneven cross-sectional shape formed on the surface of at least one of the first and second substrates on which the electrodes are formed. The liquid crystal panel is constructed from the and.

【0026】またこの液晶パネルと、光発生手段と、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
影する第2の光学要素部品により液晶投写装置を構成す
る。
The liquid crystal panel, the light generating means, and the light generated by the light generating means are guided to the liquid crystal panel.
A liquid crystal projection device is constituted by the optical element parts and the second optical element parts that project the light modulated by the liquid crystal panel.

【0027】更に詳しくはポリマーの屈折率npと同一
またはその近傍の屈折率の光透過性材料で凹凸の断面形
状を有する層を形成する。光透過性材料の屈折率をnt
とする。また、液晶の常光屈折率をno,異常光屈折率
をneとし、np=noとする。オフ状態の時、液晶層の
全体としての屈折率nxはマクロ的にポリマーの屈折率
p、液晶の屈折率noとneがあわさった屈折率を示
す。凹凸の断面形状を有する層の屈折率ntとnxは異な
るため、両者間に屈折率差が生じる。凹凸の断面形状を
有する層の凹部ならびに凸部が規則的な周期性をもって
形成されている場合、液晶パネルに入射した光は回折さ
れ、直進する成分が少なくなる。言い換えれば該凹凸の
断面形状を有する層は回折格子として作用する。このこ
とは高分子分散液晶層が散乱状態であれば、みかけ上散
乱性能が高くなることを意味する。また高分子分散液晶
層が散乱状態でない、あるいは散乱性能が極めて弱い場
合には回折効果のみを用いる。オン状態の時、液晶分子
は一定の方向にならび、np=no=nxとなる。従っ
て、np=nt=nxとなる。このことは液晶層の屈折率
xと凹凸の断面形状を有する層の屈折率ntの屈折率差
が無くなることを意味する。従って、回折格子が消滅さ
れた状態となるから、入射光はそのまま直進する。液晶
層とポリマー、及び液晶層と回折格子の屈折率差が大き
ければ、その散乱性能及び回折効率は大きくなる。
More specifically, a layer having an uneven cross-sectional shape is formed of a light transmissive material having a refractive index that is the same as or near the refractive index n p of the polymer. The refractive index of the light transmissive material is n t
And Further, the ordinary light refractive index of the liquid crystal is n o and the extraordinary light refractive index is n e, and n p = n o . In the off state, the refractive index n x of the liquid crystal layer as a whole is a refractive index obtained by macroscopically combining the polymer refractive index n p and the liquid crystal refractive indices n o and n e . Since the refractive indexes n t and n x of the layer having the uneven cross-sectional shape are different, a difference in refractive index occurs between the two. When the concave portions and the convex portions of the layer having the uneven cross-sectional shape are formed with regular periodicity, the light incident on the liquid crystal panel is diffracted, and the component that goes straight is reduced. In other words, the layer having the uneven cross-sectional shape acts as a diffraction grating. This means that if the polymer-dispersed liquid crystal layer is in the scattering state, the apparent scattering performance will be high. If the polymer-dispersed liquid crystal layer is not in the scattering state or the scattering performance is extremely weak, only the diffraction effect is used. In the ON state, the liquid crystal molecules are aligned in a fixed direction, and n p = n o = n x . Therefore, n p = n t = n x . This means that there is no difference between the refractive index n x of the liquid crystal layer and the refractive index n t of the layer having the uneven cross-sectional shape. Therefore, since the diffraction grating is extinguished, the incident light goes straight on. The larger the difference in refractive index between the liquid crystal layer and the polymer, and the difference between the liquid crystal layer and the diffraction grating, the greater the scattering performance and diffraction efficiency.

【0028】一方、凹凸の断面形状を有する層の凹部な
らびに凸部が規則的な周期性をもっていない場合でも、
例えばマイクロレンズのような凸部のみあるいは凹部の
みの構成であっても屈折の効果により直進光を減少させ
てみかけ上散乱性能を高くすることができる。
On the other hand, even when the concave and convex portions of the layer having the uneven cross-sectional shape do not have regular periodicity,
For example, even in the case of a structure having only convex portions or only concave portions such as microlenses, it is possible to reduce straight traveling light by the effect of refraction and to apparently improve scattering performance.

【0029】また、凹凸の断面形状を有する層の誘電率
が高分子分散液晶層の誘電率と異なっていれば、液晶パ
ネル内の電気力線が曲がり、液晶層の屈折率は一時的に
大きくなる。このことは液晶とポリマーとの屈折率差を
大きくし、散乱性能を高めることになる。
If the dielectric constant of the layer having an uneven cross-sectional shape is different from that of the polymer-dispersed liquid crystal layer, the lines of electric force in the liquid crystal panel bend, and the refractive index of the liquid crystal layer temporarily increases. Become. This increases the difference in the refractive index between the liquid crystal and the polymer and enhances the scattering performance.

【0030】[0030]

【作用】ポリマーの屈折率npと同一またはその近傍の
屈折率の光透過性材料で回折格子を形成する。光透過性
材料の屈折率をntとする。また、液晶の常光屈折率を
o,異常光屈折率をneとし、np=noとする。(図3
0(a))に示すようにオフ状態の時、液晶層の全体と
しての屈折率nxはマクロ的にポリマーの屈折率np、液
晶の屈折率no・neがあわさった屈折率を示す。回折格
子の屈折率ntとnxは異なるため、両者間に屈折率差が
生じる。液晶パネルに入射した光は回折格子により回折
され、直進する成分が少なくなる。言い換えれば該回折
格子は回折格子として作用する。(図30(b))に示
すようにオン状態の時、液晶分子は一定の方向になら
び、np=no=naとなる。従って、np=nt=naとな
る。このことは液晶層の屈折率naと回折格子の屈折率
tの屈折率差が無くなることを意味する。従って、回
折格子が形成されてないのと同一の状態となるから、入
射光はそのまま直進する。また、回折格子の形成は対向
電極あるいは画素電極上に凹凸を形成していることにな
る。このことは液晶層と前記電極間の密着性を高める。
回折格子の材料に光透過性材料を選定すれば、画素の開
口率は低下しない。
The diffraction grating is formed of a light transmissive material having a refractive index equal to or near the refractive index n p of the polymer. The refractive index of the light transmissive material is n t . Further, the ordinary light refractive index of the liquid crystal is n o and the extraordinary light refractive index is n e, and n p = n o . (Fig. 3
0 (a)), in the off state, the refractive index n x of the liquid crystal layer as a whole is a refractive index obtained by macroscopically combining the refractive index n p of the polymer and the refractive index n o · n e of the liquid crystal. Show. Since the refractive indexes n t and n x of the diffraction grating are different, a difference in refractive index occurs between them. The light that has entered the liquid crystal panel is diffracted by the diffraction grating, and the amount of components that go straight is reduced. In other words, the diffraction grating acts as a diffraction grating. When the ON state as shown in (FIG. 30 (b)), the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction, and n p = n o = n a . Thus, the n p = n t = n a . This means that there is no difference between the refractive index n a of the liquid crystal layer and the refractive index n t of the diffraction grating. Therefore, the same state as when the diffraction grating is not formed is obtained, and the incident light goes straight on. Further, the formation of the diffraction grating means that unevenness is formed on the counter electrode or the pixel electrode. This enhances the adhesion between the liquid crystal layer and the electrodes.
If a light transmissive material is selected as the material of the diffraction grating, the aperture ratio of the pixel does not decrease.

【0031】[0031]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明する。(図1(a))は本発明の液晶
パネルの一画素の平面図である。但し、図面を見易くす
るために(図1(a))からは対向電極基板などを省略
している。(図1(a)、(b))において、15はア
レイ基板16上にストライプ状に形成された凹凸の断面
形状を有する層である。(図1(b))は(図1
(a))のA−A’線での断面図である。なお、(図
2)は(図1(a))のアレイ基板16上に対向基板2
1を取り付け、高分子分散液晶23を前記基板間に注入
した時の断面図である。凹凸の断面形状を有する層は対
向基板21上に形成されても構わない。(図2)ではゲ
ート信号線11、ソース信号線12ならびにTFT13
を遮蔽するブラックマトリックス32を省いたが、対向
基板21に設けても良い。本発明の第1の実施例では凹
凸の断面形状を有する層15の凸部および凹部は規則的
な周期性をもって形成されている。つまり凹凸の断面形
状を有する層15は回折格子として機能する。(以下回
折格子と呼ぶ)また、図面はモデル的に描いている。例
えば、回折格子の本数、幅、形状などもこれに該当す
る。つまり、この本数、幅等に限定するものではない。
具体的には、画素サイズは200〜30μm、回折格子
のピッチPは15〜1μmである。従って、通常(図
1)に示すよりも回折格子の本数は多い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. (FIG. 1A) is a plan view of one pixel of the liquid crystal panel of the present invention. However, in order to make the drawing easy to see (FIG. 1A), the counter electrode substrate and the like are omitted. In FIGS. 1A and 1B, reference numeral 15 is a layer formed on the array substrate 16 in a stripe shape and having an uneven cross-sectional shape. (Fig. 1 (b))
It is sectional drawing in the AA 'line of (a)). In addition, (FIG. 2) is a structure in which the counter substrate 2 is formed on the array substrate 16 of (FIG. 1A).
1 is a cross-sectional view when 1 is attached and a polymer dispersed liquid crystal 23 is injected between the substrates. The layer having the uneven cross-sectional shape may be formed on the counter substrate 21. In FIG. 2, the gate signal line 11, the source signal line 12 and the TFT 13 are
Although the black matrix 32 for shielding the above is omitted, it may be provided on the counter substrate 21. In the first embodiment of the present invention, the protrusions and recesses of the layer 15 having an uneven cross-sectional shape are formed with regular periodicity. That is, the layer 15 having an uneven cross-sectional shape functions as a diffraction grating. (Hereinafter referred to as a diffraction grating) The drawings are drawn as models. For example, the number, width, and shape of the diffraction gratings also correspond to this. That is, it is not limited to the number and width.
Specifically, the pixel size is 200 to 30 μm, and the pitch P of the diffraction grating is 15 to 1 μm. Therefore, the number of diffraction gratings is larger than that normally shown (FIG. 1).

【0032】(図1)および(図2)において回折格子
15は凸部分のみ形成されており、凹部分では画素電極
14がむき出しになっている。(図3)に示すように回
折格子15の凹部分にも層が形成されている場合は、こ
の部分で電圧降下が生じ、液晶に電圧が印加され難くな
るが、所望の効果は同じである。通常、画素電極14な
らびに対向電極22は透明性の良好な、インジウムと錫
の酸化物であるITOで形成する。
In (FIG. 1) and (FIG. 2), the diffraction grating 15 is formed only in the convex portion, and the pixel electrode 14 is exposed in the concave portion. When a layer is also formed in the concave portion of the diffraction grating 15 as shown in (FIG. 3), a voltage drop occurs in this portion and it becomes difficult to apply a voltage to the liquid crystal, but the desired effect is the same. .. Usually, the pixel electrode 14 and the counter electrode 22 are formed of ITO, which is an oxide of indium and tin and has good transparency.

【0033】対向電極22はAl、Cr等の反射率の高
い金属よりなる反射電極42であってもよい。(図4)
に反射型の液晶パネルの断面図を示す。回折格子15は
画素電極14上に形成してもよいが、好ましくは(図
4)に示すように反射電極42上に形成するのがよい。
反射型の液晶パネルの場合、入射した光線は液晶層23
を通過して反射電極42で反射され、再度液晶層23を
通過して出射される。このため光のパスは液晶層厚みの
2倍になり、同じ液晶層厚みならば透過型の液晶パネル
と比較して散乱特性は向上する。また、言い換えれば同
じ散乱特性を得るには概ね半分の液晶層厚みでよいこと
になる。同様に回折格子15の高さdも、透過型の液晶
パネルと比較すると半分の高さで同じ回折効率を得るこ
とができる。なお、(図4)においては対向電極を反射
電極としたが、画素電極14を反射電極としても効果は
同じである。さらに(図5)のように画素電極14の上
層に絶縁層51を介して反射電極42を形成する構造を
とれば開口率が向上し、なお好ましい。
The counter electrode 22 may be a reflective electrode 42 made of a metal having a high reflectance such as Al or Cr. (Figure 4)
A cross-sectional view of a reflective liquid crystal panel is shown in FIG. The diffraction grating 15 may be formed on the pixel electrode 14, but is preferably formed on the reflective electrode 42 as shown in FIG.
In the case of a reflection type liquid crystal panel, the incident light ray is the liquid crystal layer 23.
Is reflected by the reflection electrode 42, passes through the liquid crystal layer 23 again, and is emitted. Therefore, the light path is twice the thickness of the liquid crystal layer, and if the liquid crystal layer thickness is the same, the scattering characteristic is improved as compared with the transmissive liquid crystal panel. In other words, in order to obtain the same scattering characteristics, the liquid crystal layer thickness of about half is enough. Similarly, the height d of the diffraction grating 15 is half the height of the transmissive liquid crystal panel, and the same diffraction efficiency can be obtained. Although the counter electrode is the reflective electrode in (FIG. 4), the same effect can be obtained by using the pixel electrode 14 as the reflective electrode. Further, as shown in FIG. 5, a structure in which the reflective electrode 42 is formed on the upper layer of the pixel electrode 14 via the insulating layer 51 improves the aperture ratio, which is still more preferable.

【0034】回折格子の材料としては光透過性を有し、
なおかつ光学的に等方性なものが好ましい。このような
材料としてSiOx、SiNx、TaOx、ガラス系物
質などの無機物質、ポリイミド、アクリル系樹脂などの
有機物質などが例示される。材料の選定としては高分子
分散液晶層23の屈折率に対応して決める。各材料の屈
折率は液晶の常光屈折率noは1.45〜1.55、液
晶の異常光屈折率neは1.65〜1.80、ポリマー
の屈折率npは1.45〜1.55のものがよく用いら
れる。また、np=noにしておく場合が多い。
The material of the diffraction grating has optical transparency,
Further, it is preferably optically isotropic. Examples of such materials include inorganic substances such as SiOx, SiNx, TaOx, glass-based substances, and organic substances such as polyimide and acrylic resins. The material is selected according to the refractive index of the polymer dispersed liquid crystal layer 23. Regarding the refractive index of each material, the ordinary refractive index n o of the liquid crystal is 1.45 to 1.55, the extraordinary refractive index n e of the liquid crystal is 1.65 to 1.80, and the refractive index n p of the polymer is 1.45. The one of 1.55 is often used. In many cases, n p = n o is set.

【0035】回折格子の誘電率も、使用する液晶の配向
ベクトルに垂直な方向の誘電率より大きく、平行な方向
の誘電率より小さいものがよい。好ましくは使用する液
晶の配向ベクトルに平行な方向の誘電率と一致させる。
このようにすることにより回折格子の上部の液晶層にも
充分な電界及び電界方向を与えることができる。
The dielectric constant of the diffraction grating is preferably larger than that in the direction perpendicular to the alignment vector of the liquid crystal used and smaller than that in the parallel direction. It is preferably matched with the dielectric constant in the direction parallel to the alignment vector of the liquid crystal used.
By doing so, a sufficient electric field and electric field direction can be applied to the liquid crystal layer above the diffraction grating.

【0036】本発明の液晶パネルに用いる液晶材料とし
てはネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリッ
ク液晶が好ましく、単一もしくは2種類以上の液晶性化
合物や液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であって
もよい。なお、先に述べた液晶材料のうち異常光屈折率
eと常光屈折率noの差の比較的大きいシアノビフェニ
ル系のネマチック液晶が最も好ましい。高分子マトリッ
クス材料としては透明なポリマーが好ましく、ポリマー
としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂
のいずれであっても良いが、製造工程の容易さ、液晶相
との分離等の点より紫外線硬化タイプの樹脂を用いるの
が好ましい。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系
樹脂が例示され、特に紫外線照射によって重合硬化する
アクリルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するもの
が好ましい。
The liquid crystal material used in the liquid crystal panel of the present invention is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal, and 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. Good. Among the liquid crystal materials described above, a cyanobiphenyl nematic liquid crystal having a relatively large difference between the extraordinary refractive index n e and the ordinary optical refractive index n o is most preferable. A transparent polymer is preferable as the polymer matrix material, and the polymer may be any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin, but the ease of the manufacturing process, the separation from the liquid crystal phase, etc. From this point, it is preferable to use an ultraviolet curable resin. As a specific example, an ultraviolet-curable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic monomer or an acrylic oligomer that is polymerized and cured by ultraviolet irradiation is particularly preferable.

【0037】このような高分子形成モノマーとしては、
2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールアクリレート等々である。
As such a polymer-forming monomer,
2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, neopentyl glycol acrylate, hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate and the like.

【0038】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。
Examples of the oligomer or prepolymer include polyester acrylate, epoxy acrylate and polyurethane acrylate.

【0039】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(チバガイギー社
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。
A polymerization initiator may be used to accelerate the polymerization, and as an example, 2-hydroxy-2-
Methyl-1-phenylpropan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Merck & Co., Inc.), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-
On (Merck's "Darocur 1116"), 1-vidroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba-Geigy's "Irgacure 184"), benzyl methyl ketal (Ciba-Geigy's "Irgacure 651"), etc. are mentioned.

【0040】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。
In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a cross-linking agent and the like can be appropriately used in combination as optional components.

【0041】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高分
子分散液晶層が形成される。
After injecting a liquid or viscous material in which a liquid crystal material is uniformly dissolved in this ultraviolet curable compound between two substrates, ultraviolet irradiation is carried out to cure only the ultraviolet curable compound. At this time, only the liquid crystal material is phase separated to form a polymer dispersed liquid crystal layer.

【0042】高分子分散液晶層中の液晶材料の割合はこ
こで規定してないが、一般には20重量%〜90重量%
程度が良く、好ましくは50重量%〜70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、散
乱の効果が乏しい。また90重量%以上となると、界面
の割合は小さくなり光散乱は低下する。高分子分散液晶
層の構造は液晶分率によって変わり、だいたい50重量
%以下では液晶滴は独立したドロップレット状として存
在し、50重量%以上となると高分子と液晶が互いに入
り組んだ連続相となる。
The proportion of the liquid crystal material in the polymer dispersed liquid crystal layer is not specified here, but is generally 20% by weight to 90% by weight.
The degree is good, preferably about 50 to 70% by weight. If it is 20% by weight or less, the amount of liquid crystal droplets is small and the scattering effect is poor. On the other hand, when it is 90% by weight or more, the proportion of the interface becomes small and the light scattering decreases. The structure of the polymer-dispersed liquid crystal layer changes depending on the liquid crystal fraction. When the content is about 50% by weight or less, the liquid crystal droplets exist as independent droplets, and when the content is 50% by weight or more, the polymer and the liquid crystal are in a continuous phase. ..

【0043】液晶がオフ状態の時の液晶層23の屈折率
xは一般的に(2no+ne)/3で示される。正の誘
電異方性を有する液晶を用いた場合、オン状態の時の液
晶層23の屈折率はnoとなる。従って、液晶がオフ状
態のとき回折格子を出現させ、オン状態のとき回折格子
を消滅させる為には、回折格子の屈折率nt=no=n p
もしくは、その近傍の値となるようにすればよい。つま
り、液晶がオフ状態の時は液晶層の屈折率nxは(2no
+ne)/3であるから、nt≠nxであり回折格子15
と液晶層23に屈折率差Δnが生じる。液晶がオン状態
の時は液晶層の屈折率はnoとなるから、no=npとす
るとnt=npとなる。つまり、回折格子15と液晶層2
3に屈折率差がなくなる。回折格子の屈折率ntとポリ
マーの屈折率npの屈折率差は0.1以内にすることが
望ましく、さらには0.1以内の材料を選定すべきであ
る。逆に液晶がオン状態のとき回折格子を出現させ、オ
フ状態のとき回折格子を消滅させる為には回折格子15
の屈折率ntは(2no+n e)/3と一致させておけば
よい。また負の誘電異方性を有する液晶を用いた場合は
オン状態の時の液晶層23の屈折率はneとなるので、
液晶がオフ状態のとき回折格子を出現させ、オン状態の
とき回折格子を消滅させる為には、回折格子の屈折率n
t=ne=npとする必要がある。
Refractive index of the liquid crystal layer 23 when the liquid crystal is in the off state
nxIs generally (2no+ Ne) / 3. Positive invitation
When a liquid crystal with electric anisotropy is used, the liquid in the ON state
The refractive index of the crystal layer 23 is noBecomes Therefore, the liquid crystal is off.
Diffraction grating appears when in ON state and diffraction grating when in ON state
In order to eliminate thet= No= N p
Alternatively, it may be set to a value in the vicinity thereof. Tsuma
Therefore, when the liquid crystal is in the off state, the refractive index n of the liquid crystal layerxIs (2no
+ Ne) / 3, so nt≠ nxAnd the diffraction grating 15
Then, a refractive index difference Δn occurs in the liquid crystal layer 23. LCD is on
When, the refractive index of the liquid crystal layer is noTherefore, no= NpTosu
When nt= NpBecomes That is, the diffraction grating 15 and the liquid crystal layer 2
There is no difference in refractive index in 3. Refractive index n of diffraction gratingtAnd poly
Refractive index n of MarpRefractive index difference should be within 0.1
Desirable, furthermore, the material within 0.1 should be selected.
It Conversely, when the liquid crystal is in the on state, a diffraction grating appears,
In order to eliminate the diffraction grating in the full state, the diffraction grating 15
Refractive index n oftIs (2no+ N e) / 3 if it matches
Good. When a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used,
The refractive index of the liquid crystal layer 23 in the ON state is neTherefore,
When the liquid crystal is in the off state, a diffraction grating appears,
At this time, in order to extinguish the diffraction grating, the refractive index n of the diffraction grating is
t= Ne= NpAnd need to.

【0044】以上の検討から、回折格子の形成材料とし
ては、現状の無機材料としてはプロセス上形成・加工が
容易なSiO2が適していると考えられる。SiO2の屈
折率は通常1.45〜1.50程度である。また、形成
方法としてはSiO2を蒸着後、パターンマスクを形成
しエッチングすればよい。また、有機材料としては、液
晶層23に用いるものと同一の透明なポリマーを用いる
のが最適である。上記のような材料を用いた回折格子の
形成方法としては、ロールクォーターあるいはスピンナ
ー等で基板上に塗布し、パターンマスクを用いて必要な
部分のみ重合するなどすればよい。また、ポリマー+ド
ーパントからなる感光性樹脂を基板にスピンコートし、
パターンマスクを介して露光したのち、減圧加熱により
ドーパントを昇華させる方式でドライ現像する方法もあ
る。
From the above examination, it is considered that as the material for forming the diffraction grating, SiO 2 is suitable as the current inorganic material because it is easy to form and process in the process. The refractive index of SiO 2 is usually about 1.45 to 1.50. As a forming method, SiO 2 may be vapor-deposited, a pattern mask may be formed, and etching may be performed. Further, it is optimal to use the same transparent polymer as that used for the liquid crystal layer 23 as the organic material. As a method of forming a diffraction grating using the above materials, it is possible to apply it on a substrate with a roll quarter, a spinner or the like, and polymerize only a necessary portion using a pattern mask. In addition, spin coating a photosensitive resin consisting of polymer + dopant on the substrate,
There is also a method of performing dry development by exposing through a pattern mask and then sublimating the dopant by heating under reduced pressure.

【0045】回折格子15のピッチp,高さdは変調す
る光の波長λ,液晶層23の屈折率及び光学系の光の指
向性および必要とする回折効率などによりかなり異な
る。電圧無印加の状態で、出射光線は散乱及び回折の影
響を受けている。例えば(図1)の如く、回折格子15
が矩形断面形状の場合は回折角度θ、及び0次回折光の
効率η0は以下のように与えられる。
The pitch p and height d of the diffraction grating 15 differ considerably depending on the wavelength λ of the light to be modulated, the refractive index of the liquid crystal layer 23, the light directivity of the optical system and the required diffraction efficiency. In the state where no voltage is applied, the emitted light beam is affected by scattering and diffraction. For example, as shown in FIG. 1, the diffraction grating 15
Is a rectangular cross-section, the diffraction angle θ and the efficiency η 0 of the 0th- order diffracted light are given as follows.

【0046】sinθ=mλ/p(但しmは回折次数) η0=0.5*(1+cosδ) 但し、δ=2πΔnd/λ 従って、ピッチp、高さdは光学系の光の指向性,回折
角度θ,波長λにより決定すべきである。しかし、回折
格子形成上のプロセス条件などに左右されることも多
い。およそピッチtは2μm〜60μmであり、中でも
4μm〜20μmが最適である。なお、プロセス上、回
折格子の形状は(図6)に示すようなサインカーブ状、
あるいは(図7)に示すような三角波状、あるいは(図
8)に示すような鋸歯状となることが多いが、所望の回
折格子・回折方向にあわせて設計すればよい。その効果
には問題がない。
Sin θ = mλ / p (where m is the diffraction order) η 0 = 0.5 * (1 + cos δ) where δ = 2πΔnd / λ Therefore, the pitch p and the height d are the directivity of the optical system and the diffraction. It should be determined by the angle θ and the wavelength λ. However, it often depends on process conditions for forming the diffraction grating. The pitch t is approximately 2 μm to 60 μm, among which 4 μm to 20 μm is optimal. In the process, the shape of the diffraction grating is a sine curve like that shown in FIG.
Alternatively, it is often a triangular wave shape as shown in (FIG. 7) or a sawtooth shape as shown in (FIG. 8), but it may be designed according to a desired diffraction grating and diffraction direction. There is no problem in its effect.

【0047】高さdは、回折効率に大きく依存する。回
折格子の屈折率ntと液晶層の屈折率nxの差、つまり△
nが0.1であれば、回折格子の形状が矩形断面形状の
場合、高さdは0次光を0にしようとすると3〜5μm
必要である。しかし、通常、0次光を完全に0にする必
要はなく、回折効率が40〜70%よいならば高さdは
2〜3μmでよい。回折効率が40〜70%でも投写型
テレビを構成したときのコントラストは十分実用的な値
が得られる。
The height d largely depends on the diffraction efficiency. The difference between the refractive index n t of the diffraction grating and the refractive index n x of the liquid crystal layer, that is, Δ
When n is 0.1, the height d is 3 to 5 μm when the 0th order light is set to 0 when the diffraction grating has a rectangular cross section.
is necessary. However, normally, it is not necessary to completely set the 0th-order light to 0, and the height d may be 2 to 3 μm if the diffraction efficiency is 40 to 70%. Even if the diffraction efficiency is 40 to 70%, a sufficiently practical value can be obtained for the contrast when the projection television is constructed.

【0048】また、回折格子の高さdとピッチpは以下
に示すことから制限をうける。(図9)は、回折格子1
5近傍の電気力線をモデル的に示している。いま、説明
を容易にするために、電気力線は対向電極22から発
し、画素電極14で終了するとする。回折格子15間の
対向電極22から発した電気力線Aは、対向電極基板2
1に垂直方向つまり法線方向にのびる。しかし、回折格
子15の近傍の電気力線Bは回折格子15の凸部、つま
り斜面にそってのび、法線方向とθの角度が生じる。こ
れは、液晶23の誘電率εeと回折格子15の誘電率εk
が大きく異なるために起きる。通常液晶23の誘電率ε
eは、電圧印加状態と非印加状態とで異なるがおよそ1
5〜25である。一方、回折格子15の誘電率は4〜6
である。つまり、電気力線は液晶中を透過しやすく回折
格子15内は透過しにくい。
The height d and the pitch p of the diffraction grating are limited because they are shown below. (FIG. 9) is a diffraction grating 1
The lines of electric force in the vicinity of 5 are shown as a model. Now, for ease of explanation, it is assumed that the lines of electric force originate from the counter electrode 22 and end at the pixel electrode 14. A line of electric force A emitted from the counter electrode 22 between the diffraction gratings 15 is the counter electrode substrate 2
It extends in the direction perpendicular to 1, that is, the normal direction. However, the electric force line B near the diffraction grating 15 extends along the convex portion of the diffraction grating 15, that is, the slope, and an angle of θ with the normal direction is generated. This is due to the dielectric constant ε e of the liquid crystal 23 and the dielectric constant ε k of the diffraction grating 15.
It happens because there is a big difference. Dielectric constant ε of normal liquid crystal 23
e is different depending on whether the voltage is applied or not, but is about 1
5 to 25. On the other hand, the dielectric constant of the diffraction grating 15 is 4 to 6
Is. That is, the lines of electric force are easily transmitted through the liquid crystal and are less likely to be transmitted through the diffraction grating 15.

【0049】液晶分子は一定以上の電界が印加されると
電気力線に沿って配向する。また、配向方向により液晶
は屈折率が異なる。液晶が対向電極基板21の法線に平
行、つまりθ=0のとき液晶屈折率は常光屈折率のno
となる。一方、θが90度のとき屈折率は理論的には
(no+ne)/2となる。θが0〜90度の範囲ではそ
の中間状態の屈折率を示す。したがって、液晶分子91
aはθ=0であるから屈折率はnoとなる。液晶分子9
1bの屈折率はnoと(no+ne)/2の中間的な値と
なる。
The liquid crystal molecules are aligned along the lines of electric force when an electric field above a certain level is applied. Further, the liquid crystal has a different refractive index depending on the orientation direction. Liquid crystal parallel to the normal of the counter electrode substrate 21, i.e. the liquid crystal refractive index ordinary refractive index when θ = 0 n o
Becomes On the other hand, when θ is 90 degrees, the refractive index is theoretically (n o + n e ) / 2. When θ is in the range of 0 to 90 degrees, the refractive index in the intermediate state is shown. Therefore, the liquid crystal molecules 91
a refractive index from a theta = 0 becomes n o. Liquid crystal molecule 9
The refractive index of 1b is an intermediate value between n o and (n o + n e ) / 2.

【0050】本発明の液晶パネルでは電圧が印加状態の
時に回折格子15間の液晶23の屈折率と、回折格子1
5の屈折率を一致させ、回折効果を消滅させるものであ
る。液晶分子71bがθの角度をもって配向すると回折
格子15間の液晶23と回折格子15の屈折率が一致し
ない。しかし、θが小さい時、液晶分子91bの屈折率
はほぼnoとみなせる。ポリマー量が液晶層23の屈折
率に寄与しないとみなすと、液晶分子の屈折率はθ=0
のときno,θ=90度のとき(no+ne)/2である
が、その間の屈折率はθに対して非線形カーブで屈折率
が変化する。具体的にはおよそサインカーブ状である。
つまりθが0〜20度では液晶分子の屈折率はnoとみ
なすことができ、70〜90度では液晶分子の屈折率は
(no+n e)/2の値とみなすことができる。したがっ
て、θが小さいとみなせる時noとみなせる。ゆえに、
回折格子15の傾斜角度は少なくとも45度つまりθ=
45度、好ましくは傾斜角度は60度以上つまりθ=3
0度、さらに好ましくは傾斜角度は70度以上つまりθ
=20度以下にするのがよい。
In the liquid crystal panel of the present invention, when the voltage is applied
Sometimes the refractive index of the liquid crystal 23 between the diffraction grating 15 and the diffraction grating 1
The refractive index of 5 is made to match and the diffraction effect is eliminated.
It Diffraction occurs when the liquid crystal molecules 71b are oriented at an angle of θ.
The liquid crystal 23 between the gratings 15 and the diffraction grating 15 have the same refractive index.
Absent. However, when θ is small, the refractive index of the liquid crystal molecules 91b
Is almost noCan be regarded as The amount of polymer is the refraction of the liquid crystal layer 23
Assuming that it does not contribute to the refractive index, the refractive index of liquid crystal molecules is θ = 0.
When no, Θ = 90 degrees (no+ Ne) / 2
However, the refractive index between them is a non-linear curve with respect to θ.
Changes. Specifically, it has a sine curve shape.
That is, when θ is 0 to 20 degrees, the refractive index of liquid crystal molecules is n.oTomi
The refractive index of liquid crystal molecules is 70-90 degrees.
(No+ N e) / 2 value. Because
And when θ can be regarded as small noCan be regarded as therefore,
The tilt angle of the diffraction grating 15 is at least 45 degrees, that is, θ =
45 degrees, preferably 60 degrees or more, that is, θ = 3
0 degree, more preferably the inclination angle is 70 degrees or more, that is, θ
= 20 degrees or less is recommended.

【0051】このことから、回折格子の高さとピッチp
の比d/pは1/3以上にすることが好ましい。さらに
はd/pは1/2以上がよい。具体的な設計値としては
d=3〜4μmの時p=5〜8μmの範囲で回折格子を
形成する。この時、回折角度θは5〜7度となり液晶投
写装置を構成した場合、投写レンズにF4.0前後のも
のを用いることができる。
From this fact, the height of the diffraction grating and the pitch p
The ratio d / p is preferably 1/3 or more. Further, d / p is preferably 1/2 or more. As a specific design value, when d = 3 to 4 μm, the diffraction grating is formed in the range of p = 5 to 8 μm. At this time, the diffraction angle θ becomes 5 to 7 degrees, and when the liquid crystal projection device is configured, a projection lens having a value of around F4.0 can be used.

【0052】また、液晶層の膜厚は5μm〜25μmの
範囲が好ましく、内でも8μm〜15μmの範囲が好ま
しい。これは、膜厚が20μm以上になると液晶パネル
に入射した光は完全拡散状態となり散乱特性は良好とな
るが、駆動に高電圧が必要になる。一方、膜厚が8μm
以下であれば低い電圧で駆動できるが、散乱特性が悪く
なる。
The thickness of the liquid crystal layer is preferably in the range of 5 μm to 25 μm, and more preferably in the range of 8 μm to 15 μm. This means that when the film thickness is 20 μm or more, the light incident on the liquid crystal panel is in a completely diffused state and the scattering characteristics are good, but a high voltage is required for driving. On the other hand, the film thickness is 8 μm
If the voltage is less than the above value, it can be driven at a low voltage, but the scattering characteristics will be poor.

【0053】以上述べた回折格子15はストライプ状に
形成されていたが、(図10)ならびに(図11)に示
すように回折格子15が画素電極14上に、ブロック
状、あるいは柱状に一定の間隔をおいて形成されてい
る、いわゆる2次元回折格子であってもよい。(図1
0)に本発明の液晶パネルの一画素の平面図を示す。こ
れまで述べた実施例では、回折格子15はストライプ状
に形成されていたために、入射した光は1次元にしか回
折しなかった。本発明のように回折格子を形成すれば、
入射した光は2次元に回折する。(図11)は(図1
0)に示す基板を用いて構成したパネルの断面図であ
る。
Although the diffraction grating 15 described above is formed in a stripe shape, as shown in (FIG. 10) and (FIG. 11), the diffraction grating 15 is fixed on the pixel electrode 14 in a block shape or a column shape. It may be a so-called two-dimensional diffraction grating formed at intervals. (Fig. 1
0) shows a plan view of one pixel of the liquid crystal panel of the present invention. In the embodiments described so far, since the diffraction grating 15 is formed in a stripe shape, the incident light diffracts only in one dimension. If the diffraction grating is formed as in the present invention,
The incident light is two-dimensionally diffracted. (Figure 11) is (Figure 1
It is sectional drawing of the panel comprised using the board | substrate shown in 0).

【0054】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写装置について説明する。(図12)は本発明の液晶投
写装置の一実施例の構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。(図12)において、12
1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250W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。さらに集光光学系121の出射端には紫外線カッ
トフィルタが配置されている。122は赤外線を透過さ
せ有視光のみを反射させる赤外線カットミラーである。
ただし、赤外線カットミラー122は集光光学系121
の内部に配置してもよいことは言うまでもない。また、
123aはBDM、123bはGDM、123cはRD
Mである。なお、BDM123aからRDM123c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RDM123c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 apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 12 is a configuration diagram of an embodiment of the liquid crystal projection device of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 12, 12
A condenser optical system 1 has a concave mirror and a metal halide lamp of 250 W as a light generating means inside.
Moreover, the concave mirror is configured to reflect only visible light. Further, an ultraviolet cut filter is arranged at the emission end of the condensing optical system 121. Reference numeral 122 is an infrared cut mirror that transmits infrared light and reflects only visible light.
However, the infrared cut mirror 122 is the condensing optical system 121.
It goes without saying that it may be placed inside the. Also,
123a is BDM, 123b is GDM, and 123c is RD.
It is M. It is needless to say that the arrangement of the BDM 123a to the RDM 123c is not limited to the above order, and the last RDM 123c may be replaced with a total reflection mirror.

【0055】124a、124bおよび124cは本発
明の液晶パネルである。なお、液晶パネルのうちR光を
変調する液晶パネル124c内に形成される回折格子の
高さdを他の液晶パネルの回折格子の高さdよりも0.
2μm〜1.0μm高く形成している。これは、回折度
合は変調する光の波長に依存するためである。また、必
要に応じて青光変調用の液晶パネル124aの回折格子
の高さも緑用に比較して0.2μm〜1.0μm低く形
成する。また、R光を変調する液晶パネル124c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が可能
である。液晶膜厚は液晶層中のビーズ径を変化すること
により調整できる。125a、125b、125c、1
27a、127bおよび127cはレンズ、126a、
126bおよび126cは絞りとしてのアパーチャであ
る。なお、125、126および127で投写レンズ系
を構成している。また、アパーチャ126は投写レンズ
系のFNo.が大きいとき必要がないことは明らかであ
る。
Reference numerals 124a, 124b and 124c are the liquid crystal panels of the present invention. It should be noted that the height d of the diffraction grating formed in the liquid crystal panel 124c that modulates the R light in the liquid crystal panel is less than the height d of the diffraction grating of the other liquid crystal panels.
It is formed 2 μm to 1.0 μm higher. This is because the degree of diffraction depends on the wavelength of the light to be modulated. Further, if necessary, the height of the diffraction grating of the blue light modulating liquid crystal panel 124a is also formed to be 0.2 μm to 1.0 μm lower than that for green. The liquid crystal panel 124c that modulates the R light is configured to have a larger diameter of water-drop-shaped 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 ultraviolet light during polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter in the liquid crystal layer. 125a, 125b, 125c, 1
27a, 127b and 127c are lenses, 126a,
Reference numerals 126b and 126c are apertures as diaphragms. Note that 125, 126, and 127 form a projection lens system. Further, the aperture 126 is an FNo. Obviously it is not necessary when is large.

【0056】また液晶パネルの駆動回路について(図1
2(b))に示した。映像信号は駆動回路によって赤
(R)、緑(G)、青(B)用パネルの駆動信号Sa、
Sb、Scに変換される。駆動信号Saは液晶パネル1
24aのゲート信号線ならびにソース信号線へ、駆動信
号Sbは液晶パネル124bのゲート信号線ならびにソ
ース信号線へ、駆動信号Scは液晶パネル124cのゲ
ート信号線ならびにソース信号線へそれぞれ印加され
る。以下、(図17(b))(図20(b))に同じ図
を用いるが、動作は同じであるので説明を省略する。
Regarding the drive circuit of the liquid crystal panel (see FIG.
2 (b)). The video signal is driven by a drive circuit for driving signals Sa for the red (R), green (G) and blue (B) panels,
Converted to Sb and Sc. The drive signal Sa is the liquid crystal panel 1
The drive signal Sb is applied to the gate signal line and the source signal line of the liquid crystal panel 124b, the drive signal Sb is applied to the gate signal line and the source signal line of the liquid crystal panel 124b, and the drive signal Sc is applied to the gate signal line and the source signal line of the liquid crystal panel 124c. Hereinafter, although the same figure is used for (FIG. 17 (b)) and FIG. 20 (b), the operation is the same, and thus the description thereof is omitted.

【0057】以下、本発明の液晶投写装置の動作につい
て説明する。なお、赤(R)、緑(G)、青(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121から白色光が照射され、前記白色光のB光成
分はBDM123aにより反射される。このB光は高分
子分散液晶パネル124aに入射する。散乱した光はア
パーチャ126a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126aを通過する。変調された
光は投写レンズ127aによりスクリーン(図示せず)
に拡大投影される。以上のようにして、スクリーンには
画像のB光成分が均一に表示される。同様に高分子分散
液晶パネル124bはG光成分の光を変調し、また、高
分子分散液晶パネル124c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 operation of the liquid crystal projection device of the present invention will be described below. Since the modulation systems for red (R), green (G), and blue (B) light have almost the same operation, the modulation system for B light will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 121, and the B light component of the white light is reflected by the BDM 123a. This B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 124a. The scattered light is blocked by the aperture 126a, and conversely, parallel light or light within a predetermined angle passes through the aperture 126a. The modulated light is projected onto a screen (not shown) by the projection lens 127a.
Is enlarged and projected. As described above, the B light component of the image is uniformly displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 124b modulates the G light component light, and the polymer dispersed liquid crystal panel 124c modulates the R light component light so that a color image is displayed on the screen.

【0058】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12
4とレンズ125との距離Lと、レンズ125とアパー
チャ126までの距離はほぼ等しくなるように配置され
る。以上のような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。(図12)
は簡易的なシュリーレン光学系と考えることができる。
The arrangement and the like of the projection lens system are as follows. First, the polymer dispersed liquid crystal panel 12 of the liquid crystal display device.
4 is arranged so that the distance L between the lens 125 and the lens 125 and the distance between the lens 125 and the aperture 126 are substantially equal. The projection lens system as described above plays a role of transmitting parallel rays that have passed through each liquid crystal panel and blocking light that has been scattered by each liquid crystal panel. As a result, high-contrast full-color display 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. (Figure 12)
Can be thought of as a simple Schlieren optical system.

【0059】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、1
0μm〜15μmの時、レンズの集光角θは全角で8度
以下にする必要があった。中でも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100:1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200ft以上であり、C
RT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。ランプは短アークのものを用いる。よ
り具体的には(図12)の構成図は一例として(図1
3)に示す斜視図などで示される。(図13)において
121は集光光学系、123はダイクロイックミラー、
124は本発明の液晶パネル、131、132はレン
ズ、133はミラー、134a、134bおよび134
cは投写レンズまたはアパーチャを具備した投写レンズ
系である。
The film thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 1
In the case of 0 μm to 15 μm, the converging angle θ of the lens needs to be 8 degrees or less in all angles. Of these, about 6 degrees is optimal, and at that time, the contrast is 100: 1 at the center of the screen, and when projected on a 40-inch screen by a rear system TV, the screen gain is 200 ft or more, and C
It was possible to obtain a screen brightness equal to or higher than that of the RT projection television. A short arc lamp is used. More specifically, the configuration diagram of (FIG. 12) is shown as an example (FIG. 1).
3) is shown in a perspective view and the like. In FIG. 13, 121 is a condensing optical system, 123 is a dichroic mirror,
Reference numeral 124 is the liquid crystal panel of the present invention, 131 and 132 are lenses, 133 is a mirror, and 134a, 134b and 134.
Reference numeral c is a projection lens system having a projection lens or an aperture.

【0060】本発明の液晶パネルにおいては、入射した
光は散乱するとともに、回折して出射する。ところが
(図1)乃至(図9)に示すように、回折格子15がス
トライプ状に形成されている場合は回折格子15に平行
な方向の波面の光の強度分布は回折は全くせず、散乱の
影響のみしか受けていない。このようにそれぞれの光の
振動方向で散乱(回折)効果に差が生じる。そこで、光
がパネルに入射する前にアナモフィックレンズを配し、
あらかじめ光の広がり角度に差をもたせてからパネルに
光を入射させることにより散乱性能の異方向性を補正す
る。あるいは/およびアパーチャ126a、126b、
126cの開口率をパネルの散乱特性の違いに合わせて
その方向によって異なるような形状に開けることによっ
ても補正が可能である。
In the liquid crystal panel of the present invention, incident light is scattered, diffracted and emitted. However, as shown in (FIG. 1) to (FIG. 9), when the diffraction grating 15 is formed in a stripe shape, the intensity distribution of the light on the wavefront in the direction parallel to the diffraction grating 15 does not diffract at all and scatters. Is only affected by. In this way, there is a difference in the scattering (diffraction) effect depending on the vibration direction of each light. Therefore, we placed an anamorphic lens before the light enters the panel,
By making a difference in the spread angle of the light in advance and then making the light incident on the panel, the different direction of the scattering performance is corrected. Alternatively / and apertures 126a, 126b,
The correction can also be performed by opening the aperture ratio of 126c into a shape that is different depending on the direction of the scattering characteristics of the panel.

【0061】光学系としては(図12)に示すものの他
に(図14)のごとく反射型として構成することもでき
る。(図14)において、124は本発明の液晶パネル
である。キセノンなどの発光源121から発した光はレ
ンズ141でミラー142に集光される。集光された光
はレンズ143に入射し、前記光は液晶パネル124を
照射する。液晶パネル124は光を変調し、黒表示を行
う部分では光を散乱し、白表示を行う部分では入射光を
そのまま反射させる。散乱もしくは反射された光は再び
レンズ143に入射する。散乱された光はミラー142
および遮光板126により遮光される。直進光は遮光板
126とミラー142の間を透過してスクリーン(図示
せず)に投映され、画像が表示される。なお、図では前
述の構成図などと同様に説明に不要な構成体は省略して
いる。したがって、実際に構成する際はフィールドレン
ズおよび投写距離、投写角度に見合った投写レンズを配
置すべきである。
In addition to the optical system shown in FIG. 12, the optical system may be of a reflective type as shown in FIG. In FIG. 14, 124 is a liquid crystal panel of the present invention. Light emitted from a light emitting source 121 such as xenon is condensed on a mirror 142 by a lens 141. The condensed light enters the lens 143, and the light illuminates the liquid crystal panel 124. The liquid crystal panel 124 modulates the light, scatters the light in the portion for displaying black, and reflects the incident light as it is in the portion for displaying white. The scattered or reflected light enters the lens 143 again. The scattered light is reflected by the mirror 142.
The light is blocked by the light blocking plate 126. The straight traveling light is transmitted between the light shielding plate 126 and the mirror 142 and projected on a screen (not shown) to display an image. In addition, in the drawing, as in the case of the above-described configuration diagram and the like, components unnecessary for the description are omitted. Therefore, in actual construction, a field lens and a projection lens suitable for the projection distance and the projection angle should be arranged.

【0062】なお、(図12)および(図14)におい
て投写レンズ系をこれに限定するものではなく、たとえ
ば平行光成分を遮光体で遮光し、散乱光をスクリーンに
投影する中心遮蔽型の光学系を用いてもよいことは言う
までもない。
Note that the projection lens system is not limited to this in (FIG. 12) and (FIG. 14), and for example, a central shield type optical system in which parallel light components are shielded by a light shield and scattered light is projected on the screen. It goes without saying that a system may be used.

【0063】また、本発明の液晶パネルの構成はTFT
に限定するものではなく、ダイオードなどの2端子素子
をスイッチング素子として用いる液晶表示装置でも有効
である。
The structure of the liquid crystal panel of the present invention is TFT.
However, the present invention is not limited to this, and is also effective in a liquid crystal display device that uses a two-terminal element such as a diode as a switching element.

【0064】また、(図12)または(図14)におい
ては光は対向基板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装置は光の入射方向
に左右されるものではない。
Further, in FIG. 12 or FIG. 14, the light is made incident from the counter substrate side, but the invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by making the light incident from the array substrate. Is clear. As mentioned above,
The liquid crystal panel and the liquid crystal projection device of the present invention do not depend on the incident direction of light.

【0065】また、本発明の液晶投写装置の実施例にお
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
影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装置において
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。
Although the liquid crystal projection apparatus according to the present invention is described as a rear type liquid crystal projection type television, the present invention is not limited to this, and a front type liquid crystal projection type television for projecting an image on a reflection type screen. But needless to say. Further, in the liquid crystal projection device 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.

【0066】また、本実施例の液晶投写装置において
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影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としたが、これに限定するもの
ではない。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、前記パネルの画素を投影する単
パネル投写装置でもよい。
Further, in the liquid crystal projection device of the present 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 may be provided. It goes without saying that the display images modulated by the liquid crystal panel may be combined into one and then made incident on one projection lens system for projection. Furthermore, although the liquid crystal panel that modulates each of R, G, and B lights is provided, the present invention is not limited to this. For example, it may be a single panel projection device in which a mosaic color filter is attached to one liquid crystal panel and the pixels of the panel are projected.

【0067】以下、本発明の液晶パネルならびにそれを
用いた液晶投写装置の第2の実施例について説明する
が、説明は第1の実施例と差異のみにとどめる。従っ
て、説明のない事項は第1の実施例と同様である。以上
のことは以下の他の実施例についても同様である。本発
明の第2の実施例においては高分子分散液晶層の散乱性
能をできる限り小さくして、回折効果を主に用いる。
The second embodiment of the liquid crystal panel and the liquid crystal projection apparatus using the same according to the present invention will be described below, but the description will be limited to the difference from the first embodiment. Therefore, matters not described are the same as those in the first embodiment. The above also applies to the other embodiments described below. In the second embodiment of the present invention, the scattering effect of the polymer dispersed liquid crystal layer is made as small as possible, and the diffraction effect is mainly used.

【0068】高分子分散液晶層の散乱性能をできる限り
小さくするには、液晶層の膜厚dを薄くするか、あるい
は高分子によって分散保持される液晶滴の平均粒子径ま
たは高分子の平均空隙間隔rを小さくするか、あるいは
高分子分散液晶層の液晶材料の比率を大きくするかして
やればよい。それぞれ好ましい条件としては液晶層の膜
厚が5μm以下が好ましく、rは1μm以下が好まし
く、液晶比率が90重量%以上が好ましく、このうちい
ずれか少なくとも1つの条件を満たせば良い。散乱性能
が高いと回折の効果が緩和されてしまう。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により制御が可能であ
る。液晶膜厚は液晶層中のビーズ径を変化することによ
り調整できる。膜厚が薄くなると液晶パネルを低電圧で
駆動することが可能になる。
In order to minimize the scattering performance of the polymer-dispersed liquid crystal layer, the film thickness d of the liquid crystal layer should be reduced, or the average particle size of the liquid crystal droplets or the average voids of the polymer dispersed and held by the polymer should be reduced. The distance r may be reduced or the ratio of the liquid crystal material in the polymer dispersed liquid crystal layer may be increased. As preferable conditions, the thickness of the liquid crystal layer is preferably 5 μm or less, r is preferably 1 μm or less, and the liquid crystal ratio is preferably 90% by weight or more, and at least one of these conditions may be satisfied. If the scattering performance is high, the effect of diffraction will be alleviated. The particle size of the water-drop liquid crystal can be controlled by controlling the ultraviolet light during polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter in the liquid crystal layer. When the film thickness becomes thin, it becomes possible to drive the liquid crystal panel at a low voltage.

【0069】従って本発明の第2の実施例における液晶
パネルの構造は第1の実施例で示したパネル構造とほぼ
同じであると考えて良い。但し液晶層23が上記3つの
条件のうち少なくとも1つの条件を満たしている。画素
電極16と対向電極22間に電界を印加することによっ
て液晶層の屈折率を変化させることにより回折効率を変
化させることができる。これは第1の実施例で説明した
通りである。液晶層の厚みが薄い場合には、本発明の第
2の実施例における液晶パネルの断面図は図15に示す
ような構成が可能である。
Therefore, it can be considered that the structure of the liquid crystal panel in the second embodiment of the present invention is almost the same as the panel structure shown in the first embodiment. However, the liquid crystal layer 23 satisfies at least one of the above three conditions. The diffraction efficiency can be changed by changing the refractive index of the liquid crystal layer by applying an electric field between the pixel electrode 16 and the counter electrode 22. This is as described in the first embodiment. When the thickness of the liquid crystal layer is thin, the cross-sectional view of the liquid crystal panel in the second embodiment of the present invention can have the structure shown in FIG.

【0070】(図15)に示す実施例では、回折格子1
5の高さと液晶層23の高さは略一致している。また他
は第1の実施例と同様である。本発明に従えば、回折格
子15を構成する物質が低誘電率のものであっても対向
電極22及び画素電極14は回折格子15の下に配置す
ることができる。なぜなら回折格子15部分には液晶層
23が無く、駆動する必要がないからである。また実施
例1では電極上に回折格子を配置しているので、電圧降
下が発生する、液晶層23内での電気力線の方向が極め
て複雑になる。しかし本発明のように回折格子の凹部分
のみに液晶層が形成されていれば前記のような問題はな
く、オフ状態には回折格子51と液晶層23の間に屈折
率の差が生じ回折効果が発生し、オン状態にはその差が
なくなり回折効果は消滅し表示ができる。
In the embodiment shown in FIG. 15, the diffraction grating 1
The height of 5 and the height of the liquid crystal layer 23 are substantially the same. Others are the same as those in the first embodiment. According to the present invention, the counter electrode 22 and the pixel electrode 14 can be arranged under the diffraction grating 15 even if the material forming the diffraction grating 15 has a low dielectric constant. This is because there is no liquid crystal layer 23 in the diffraction grating 15 and it is not necessary to drive it. In addition, since the diffraction grating is arranged on the electrodes in the first embodiment, the direction of the lines of electric force in the liquid crystal layer 23 in which a voltage drop occurs becomes extremely complicated. However, if the liquid crystal layer is formed only in the concave portion of the diffraction grating as in the present invention, the above problem does not occur, and in the off state, a difference in refractive index occurs between the diffraction grating 51 and the liquid crystal layer 23, and the diffraction is caused. When the effect occurs, there is no difference in the ON state, and the diffraction effect disappears and display is possible.

【0071】また第2の実施例においても第1の実施例
で説明した他の構成についての応用が全てあてはまる。
Also, in the second embodiment, all the applications of the other configurations described in the first embodiment are applicable.

【0072】以下、図面を参照しながら本発明の第2の
実施例の液晶投写装置について説明する。(図16)は
シュリーレン光学系を用いた本発明の液晶投写装置の原
理的な構成を概念的に示す模式図である。(図16)に
おいて本発明の液晶パネル124をライトバルブとして
用い、多数の開口部を有するシュリーレン入力マスク1
61と出力マスク162の間にシュリーレンレンズ16
3を設置して、入力マスク161の像を出力マスク16
2上に結像させるようにした構造のシュリーレン光学系
を構成し、上記液晶パネル124をシュリーレン光学系
の中に配置する。本発明ではシュリーレンレンズ163
は入力マスク161と液晶パネル124の間に設置した
が、液晶パネル124と出力マスク162の間にあって
も構わない。なお、凹面鏡166は光利用効率を上げる
ために用いたのであって無くても良い。光源164から
の光を上記シュリーレン光学系の入力マスク161とシ
ュリーレンレンズ163を介して上記液晶パネル124
に入射し、前記液晶パネル124における投写画像に応
じた光の回折により出力マスク162の開口パターンよ
り漏れる光として、投写レンズ127を介してスクリー
ン165に上記画像を投写するようにしたものである。
A liquid crystal projection device according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (FIG. 16) is a schematic view conceptually showing the principle structure of a liquid crystal projection device of the present invention using a schlieren optical system. In FIG. 16, the liquid crystal panel 124 of the present invention is used as a light valve, and the schlieren input mask 1 having a large number of openings.
Schlieren lens 16 between 61 and output mask 162
3 is installed and the image of the input mask 161 is output to the output mask 16
A schlieren optical system having a structure for forming an image on the screen 2 is constructed, and the liquid crystal panel 124 is arranged in the schlieren optical system. In the present invention, the schlieren lens 163
Although it is placed between the input mask 161 and the liquid crystal panel 124, it may be placed between the liquid crystal panel 124 and the output mask 162. The concave mirror 166 is not used because it is used to increase the light utilization efficiency. Light from the light source 164 is passed through the input mask 161 and the schlieren lens 163 of the schlieren optical system to the liquid crystal panel 124.
The image is projected onto the screen 165 via the projection lens 127 as light that is incident on the screen 165 and leaks from the opening pattern of the output mask 162 due to the diffraction of light according to the projection image on the liquid crystal panel 124.

【0073】(図17)は本発明の液晶投写装置の一実
施例の構成図である。ただし、説明に不要な構成要素は
省略している。(図17)において、121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250
W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。さらに
集光光学系121の出射端には紫外線カットフィルタが
配置されている。122は赤外線を透過させ有視光のみ
を反射させる赤外線カットミラーである。ただし、赤外
線カットミラー122は集光光学系121の内部に配置
してもよいことは言うまでもない。また、123aはB
DM、123bはGDM、123cはRDMである。な
お、BDM123aからRDM123c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RDM12
3c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。
FIG. 17 is a block diagram of an embodiment of the liquid crystal projection device of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 17, reference numeral 121 denotes a condensing optical system, which has a concave mirror inside and a light generating means 250.
It has a W metal halide lamp. Moreover, the concave mirror is configured to reflect only visible light. Further, an ultraviolet cut filter is arranged at the emission end of the condensing optical system 121. Reference numeral 122 is an infrared cut mirror that transmits infrared light and reflects only visible light. However, it goes without saying that the infrared cut mirror 122 may be arranged inside the condensing optical system 121. Also, 123a is B
DM, 123b is GDM, and 123c is RDM. The arrangement of the BDM 123a to the RDM 123c is not limited to the above order, and the last RDM 12
It goes without saying that 3c may be replaced by a total reflection mirror.

【0074】124a、124bおよび124cは本発
明の液晶パネルである。なお、液晶パネルのうちR光を
変調する液晶パネル124c内に形成される回折格子の
高さdを他の液晶パネルの回折格子の高さdよりも0.
2μm〜1.0μm高く形成している。これは、回折度
合は変調する光の波長に依存するためである。また、必
要に応じて青光変調用の液晶パネル96aの回折格子の
高さも緑用に比較して0.2μm〜1.0μm低く形成
する。161a、161b、161cは入力マスク、1
62a、162bおよび162cは出力マスク、163
a、163bおよび163cはシュリーレンレンズであ
る。なお、161、162および163でシュリーレン
光学系を構成している。また127a、127b、12
7cは投写レンズである。
Reference numerals 124a, 124b and 124c are the liquid crystal panels of the present invention. It should be noted that the height d of the diffraction grating formed in the liquid crystal panel 124c that modulates the R light in the liquid crystal panel is less than the height d of the diffraction grating of the other liquid crystal panels.
It is formed 2 μm to 1.0 μm higher. This is because the degree of diffraction depends on the wavelength of the light to be modulated. Further, if necessary, the height of the diffraction grating of the liquid crystal panel 96a for blue light modulation is 0.2 μm to 1.0 μm lower than that for green. 161a, 161b and 161c are input masks, 1
62a, 162b and 162c are output masks, 163
Reference numerals a, 163b and 163c are Schlieren lenses. Note that 161, 162 and 163 form a Schlieren optical system. Also 127a, 127b, 12
Reference numeral 7c is a projection lens.

【0075】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、3
μm〜6μmで、回折格子のピッチ及び高さがそれぞれ
4〜5μm、3〜6μmであるときレンズの集光角θは
全角で8度以下にする必要があった。中でも6度前後が
最適であり、その時、コントラスト比は画面中心部で1
00:1であり、リア方式液晶投写装置で40インチス
クリーンに投写した際、CRT投写装置と比較しても遜
色の無い画質を得ることができた。ランプはメタルハラ
イドランプの短アーク長のものを用いたが、キセノンラ
ンプでも良い。
The thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 3
When the pitch and height of the diffraction grating are 4 to 5 μm and 3 to 6 μm, respectively, the converging angle θ of the lens needs to be 8 degrees or less in all angles. Around 6 degrees is the most suitable, and the contrast ratio is 1 at the center of the screen.
It was 00: 1, and when the image was projected on a 40-inch screen by the rear type liquid crystal projection device, an image quality comparable to that of the CRT projection device could be obtained. The lamp used was a metal halide lamp with a short arc length, but a xenon lamp may also be used.

【0076】以下、本発明の液晶投写装置の動作につい
て説明する。なお、赤(R)、緑(G)、青(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121から白色光が照射され、前記白色光のB光
成分はBDM123aにより反射される。このB光は入
力マスク161a、シュリーレンレンズ163aを通っ
て回折格子高分子分散液晶パネル124aに入射する。
回折格子高分子分散液晶パネルは画素電極に印加された
信号により液晶層の屈折率を制御し、光を変調する。液
晶層と回折格子との屈折率差が無くなると入射した光は
直進し、直進した光は出力マスク162aで遮光され、
逆に液晶層と回折格子との屈折率差があると入射した光
は回折され、出力マスク162aを通過する。変調され
た光は投写レンズ127aによりスクリーン(図示せ
ず)に拡大投影される。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124bはG光成分の光を変調し、また、高分
子分散液晶パネル124c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 operation of the liquid crystal projection device of the present invention will be described below. Since the modulation systems for red (R), green (G), and blue (B) light have almost the same operation, the modulation system for B light will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 121, and the B light component of the white light is reflected by the BDM 123a. The B light passes through the input mask 161a and the schlieren lens 163a and enters the diffraction grating polymer dispersed liquid crystal panel 124a.
The diffraction grating polymer dispersed liquid crystal panel controls the refractive index of the liquid crystal layer by a signal applied to the pixel electrode and modulates light. When the refractive index difference between the liquid crystal layer and the diffraction grating disappears, the incident light goes straight, and the straight light is blocked by the output mask 162a,
On the contrary, if there is a difference in refractive index between the liquid crystal layer and the diffraction grating, the incident light is diffracted and passes through the output mask 162a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 127a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 124b modulates the light of the G light component, and the polymer dispersed liquid crystal panel 124c modulates the light of the R light component,
A color image is displayed on the screen.

【0077】(図18)に本発明の第2の実施例の他の
構成の液晶投写装置を示す。光源164と入力マスク1
61の間にフライアイレンズ181を配置する。フライ
アイレンズ181により光源像が入力マスク161の開
口部に形成されるように設計、配置され、微小光源アレ
イを形成する役割をする。また、入力マスク近傍にはフ
イールドレンズアレイ(図示せず)を設けることが望ま
しい。その他の構成は図16に示した本発明の実施例2
と同一である。ライトバルブとしての液晶パネル124
は実施例2で用いた回折格子高分子分散液晶パネルであ
る。(図19)にフライアイレンズ181の平面図を示
す。フライアイレンズ181は微小レンズのアレイの集
合体であり、微小レンズ191の1つ1つが入力マスク
161の開口部の1つ1つに各々対応するように構成さ
れている。これにより1個の微小レンズ191を通る光
源164より発せられた光は入力マスク161の1個の
開口部を通り、シュリーレンレンズ163、液晶パネル
124及び出力マスク162を通って、投写レンズ12
7により投影される。この光路を1つの光学系と考える
と、Fナンバーが大きくてコントラストが高くとれると
ともに、この光学系が多数集まった1つのシステムとみ
なされるのでので明るさを落とすことがない。言い換え
れば液晶パネル124が透過状態の時には瞳の全面を利
用し、回折時には出力マスク162によって瞳面積が実
効的に小さくなる。
FIG. 18 shows a liquid crystal projection device having another structure of the second embodiment of the present invention. Light source 164 and input mask 1
The fly-eye lens 181 is arranged between the 61. The fly-eye lens 181 is designed and arranged so that a light source image is formed in the opening of the input mask 161, and serves to form a minute light source array. Further, it is desirable to provide a field lens array (not shown) near the input mask. The other structure is the second embodiment of the present invention shown in FIG.
Is the same as Liquid crystal panel 124 as a light valve
Is the diffraction grating polymer-dispersed liquid crystal panel used in Example 2. FIG. 19 shows a plan view of the fly-eye lens 181. The fly-eye lens 181 is an aggregate of an array of minute lenses, and each minute lens 191 is configured to correspond to each one of the openings of the input mask 161. As a result, the light emitted from the light source 164 that passes through one minute lens 191 passes through one opening of the input mask 161, passes through the schlieren lens 163, the liquid crystal panel 124, and the output mask 162, and the projection lens 12
Projected by 7. Considering this optical path as one optical system, the F number is large and the contrast is high, and since it is regarded as one system in which a large number of this optical system are assembled, the brightness is not lowered. In other words, the entire surface of the pupil is used when the liquid crystal panel 124 is in the transmissive state, and the pupil area is effectively reduced by the output mask 162 during diffraction.

【0078】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写装置について説明する。(図20)は本発明の液晶投
写装置の一実施例の構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。(図20)において、12
1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250W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。さらに集光光学系121の出射端には紫外線カッ
トフィルタが配置されている。122は赤外線を透過さ
せ有視光のみを反射させる赤外線カットミラーである。
ただし、赤外線カットミラー122は集光光学系121
の内部に配置してもよいことは言うまでもない。また、
123aはBDM、123bはGDM、123cはRD
Mである。なお、BDM123aからRDM123c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RDM123c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 apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 20 is a configuration diagram of an embodiment of the liquid crystal projection device of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 20, 12
A condenser optical system 1 has a concave mirror and a metal halide lamp of 250 W as a light generating means inside.
Moreover, the concave mirror is configured to reflect only visible light. Further, an ultraviolet cut filter is arranged at the emission end of the condensing optical system 121. Reference numeral 122 is an infrared cut mirror that transmits infrared light and reflects only visible light.
However, the infrared cut mirror 122 is the condensing optical system 121.
It goes without saying that it may be placed inside the. Also,
123a is BDM, 123b is GDM, and 123c is RD.
It is M. It is needless to say that the arrangement of the BDM 123a to the RDM 123c is not limited to the above order, and the last RDM 123c may be replaced with a total reflection mirror.

【0079】124a、124bおよび124cは液晶
パネルである。なお、液晶パネルのうちR光を変調する
液晶パネル124c内に形成される回折格子の高さdを
他の液晶パネルの回折格子の高さdよりも0.2μm〜
1.0μm高く形成している。これは、回折度合が変調
する光の波長に依存するためである。また、必要に応じ
て青光変調用の液晶パネル124aの回折格子の高さも
緑用に比較して0.2μm〜1.0μm低く形成する。
161a、161b及び161cは入力マスク、162
a、162bおよび162cは出力マスク、163a、
163bおよび163cはシュリーレンレンズである。
なお、181a、181bおよび181cはフライアイ
レンズ、127a、127bおよび127cは投写レン
ズである。
Reference numerals 124a, 124b and 124c are liquid crystal panels. The height d of the diffraction grating formed in the liquid crystal panel 124c that modulates the R light in the liquid crystal panel is 0.2 μm or more than the height d of the diffraction grating of the other liquid crystal panel.
It is formed 1.0 μm higher. This is because the degree of diffraction depends on the wavelength of the modulated light. Further, if necessary, the height of the diffraction grating of the blue light modulating liquid crystal panel 124a is also formed to be 0.2 μm to 1.0 μm lower than that for green.
161a, 161b and 161c are input masks, 162
a, 162b and 162c are output masks, 163a,
163b and 163c are Schlieren lenses.
181a, 181b and 181c are fly-eye lenses and 127a, 127b and 127c are projection lenses.

【0080】フライアイレンズ181及び入力マスク1
61は1つにまとめて集光光学系121とダイクロイッ
クミラー123aの間に設置しても良い。またシュリー
レンレンズ163は液晶パネル124と出力マスク16
2の間に設置しても良い。
Fly-eye lens 181 and input mask 1
61 may be integrated into one and installed between the condensing optical system 121 and the dichroic mirror 123a. In addition, the schlieren lens 163 includes the liquid crystal panel 124 and the output mask 16.
It may be installed between the two.

【0081】本発明の液晶投写装置では液晶パネルの液
晶層の膜厚が、10μm〜15μmの時、投写レンズの
集光角θは全角で6度前後でも、コントラスト比は画面
中心部で100:1以上であり、リア方式テレビで40
インチスクリーンに投写した際、CRT投写型テレビと
比較しても遜色のない画質を得ることができた。ランプ
はアーク長が7mmの250Wメタルハライドランプ
で、短アークのものを用いなくとも十分な特性が得られ
た。
In the liquid crystal projection device of the present invention, when the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel is 10 μm to 15 μm, the contrast ratio is 100 at the center of the screen even if the converging angle θ of the projection lens is about 6 degrees in all angles. 1 or more, 40 on rear TV
When projected on an inch screen, the image quality was comparable to that of a CRT projection TV. The lamp was a 250 W metal halide lamp with an arc length of 7 mm, and sufficient characteristics were obtained without using a short arc lamp.

【0082】以下、本発明の液晶投写装置の動作につい
て説明する。なお、赤(R),緑(G),青(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121から白色光が照射され、前記白色光のB光
成分はBDM123aにより反射される。このB光はフ
ライアイレンズ181a、入力マスク161a、シュリ
ーレンレンズ163aを通って液晶パネル124aに入
射する。液晶パネルは画素電極に印加された信号により
入射した光の回折状態を制御し、光を変調する。回折し
た光は出力マスク162aで遮光され、逆に平行光また
は所定角度内の光は出力マスク162aを通過する。変
調された光は投写レンズ127aによりスクリーン(図
示せず)に拡大投影される。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124bはG光成分の光を変調し、また、
高分子分散液晶パネル124c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 operation of the liquid crystal projection device of the present invention will be described below. Since the respective modulation systems for red (R), green (G), and blue (B) light have almost the same operation, the B light modulation system will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 121, and the B light component of the white light is reflected by the BDM 123a. The B light passes through the fly-eye lens 181a, the input mask 161a, and the schlieren lens 163a and enters the liquid crystal panel 124a. The liquid crystal panel controls the diffracted state of the incident light by the signal applied to the pixel electrode and modulates the light. The diffracted light is blocked by the output mask 162a, and conversely, parallel light or light within a predetermined angle passes through the output mask 162a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 127a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 124b modulates the light of the G light component, and
The polymer dispersed liquid crystal panel 124c modulates the light of the R light component, and a color image is displayed on the screen.

【0083】以下、図面を参照しながら、本発明の第3
の実施例の液晶パネルについて説明する。(図21
(a))は本発明の液晶パネルを構成する対向基板の平
面図であり、(図21(b))は(図21(a))のA
−A’線での断面図である。(図22)は(図21
(a))の対向基板21にアレイ基板16を取り付け、
両基板間に高分子分散液晶層23を狭持した状態を示し
た図である。対向基板21上にはITOからなる透明電
極22が形成され、対向電極22上で、ソース信号線1
2、ゲート信号線(図示せず)およびTFT(図示せ
ず)上に位置する部位にブラックマトリックス32が形
成されている。ブラックマトリックス32の形成物質と
してはアルミニウム、クロム、酸化クロムなどの金属物
質あるいはアクリル樹脂にカーボンを混入させた物質が
例示され、パターニング精度、プロセスの容易性よりク
ロムで形成することが好ましい。なお、ブラックマトリ
ックス32は画像品位に影響を与えない時は形成の必要
はない。一方、対向電極22上には透明物質からなる凸
状の突起物(マイクロレンズ)211が形成される。前
記突起物の構成材料としては無機物質としてはSiO
x,SiNx,TaOx、ガラス物質などが、有機物質
としてはポリイミド、紫外線硬化樹脂などが例示され
る。
The third aspect of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The liquid crystal panel of the embodiment will be described. (Fig. 21
21A is a plan view of a counter substrate which constitutes the liquid crystal panel of the present invention, and FIG. 21B shows A of FIG. 21A.
It is a sectional view taken along the line A '. (Figure 22) is (Figure 21)
The array substrate 16 is attached to the counter substrate 21 of (a),
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a polymer dispersed liquid crystal layer 23 is sandwiched between both substrates. A transparent electrode 22 made of ITO is formed on the counter substrate 21, and the source signal line 1 is formed on the counter electrode 22.
2. A black matrix 32 is formed on the gate signal line (not shown) and the TFT (not shown). Examples of the material for forming the black matrix 32 include a metal material such as aluminum, chromium, and chromium oxide, or a material in which carbon is mixed in an acrylic resin, and it is preferable to form chromium matrix 32 in terms of patterning accuracy and processability. The black matrix 32 need not be formed when it does not affect the image quality. On the other hand, a convex protrusion (microlens) 211 made of a transparent material is formed on the counter electrode 22. The constituent material of the protrusion is SiO 2 as the inorganic substance.
Examples of the organic substance include x, SiNx, TaOx, and glass substances, and examples of the organic substance include polyimide and ultraviolet curing resin.

【0084】材料の選定としては第1の実施例および第
2の実施例と同様に、高分子分散液晶層23のポリマー
の屈折率npに対応して決定することが好ましい。液晶
がオフ状態の時の液晶層26の屈折率naは一般的にお
よそ(2no+ne)/3で示される。オン状態の時はn
a=noとなる。従って、液晶がオフ状態の時、マイクロ
レンズ211を出現させ、オン状態の時マイクロレンズ
を消滅させる為には、マイクロレンズ211を屈折率n
d=npもしくは、その近傍の値となるようにすればよ
い。つまり、液晶がオフ状態の時は液晶層の屈折率na
は(2no+ne)/3であるから、nd≠naでありマイ
クロレンズ211と液晶層26間に屈折率差が生じる。
逆に液晶がオン状態の時は液晶層の屈折率naはnoとな
るから、no=npとするとnd=npとなる。つまり、マ
イクロレンズ211と液晶層23間に屈折率差がなくな
る。マイクロレンズでの屈折率ndとポリマーの屈折率
npとの屈折率差は0.2以内にすることが好ましく、
さらには0.1以内の材料を選定すべきである。
As with the first and second embodiments, it is preferable to select the material in accordance with the refractive index np of the polymer of the polymer dispersed liquid crystal layer 23. The refractive index na of the liquid crystal layer 26 when the liquid crystal is in the off state is generally represented by about (2no + ne) / 3. N when on
a = no. Therefore, in order to cause the microlens 211 to appear when the liquid crystal is in the off state and to disappear the microlens when the liquid crystal is in the on state, the microlens 211 is set to have a refractive index n.
It suffices that d = np or a value near it. That is, when the liquid crystal is off, the refractive index na of the liquid crystal layer is
Is (2no + ne) / 3, nd ≠ na, and a difference in refractive index occurs between the microlens 211 and the liquid crystal layer 26.
On the contrary, when the liquid crystal is in the ON state, the refractive index na of the liquid crystal layer is no, so that if no = np, then nd = np. That is, there is no difference in refractive index between the microlens 211 and the liquid crystal layer 23. The refractive index difference between the refractive index nd in the microlens and the refractive index np of the polymer is preferably within 0.2,
Furthermore, materials within 0.1 should be selected.

【0085】次に本発明の液晶パネルの製造方法の一例
を簡単に説明する。マイクロレンズ211の形成材料と
してSiO2を用いる場合を想定している。まず、対向
基板21上にSiO2等の透明物質が蒸着される。蒸着
する膜厚は形成するマイクロレンズ211の高さによっ
て設定される。次にクロム等の金属物質が蒸着され、前
記金属物質は円状にパターニングされる。次に前記基板
はエッチング液に浸されエッチング液は金属物質からな
る円状のパターン間から浸入し、SiO2をとかしてい
く。形成されるマイクロレンズ211は円弧状までする
必要はなく台形状でもよい。最後に前記基板を金属物質
のエッチング液に浸し、金属物質を除去する。以上のよ
うにして透明物質からなるマイクロレンズとしての突起
が形成される。
Next, an example of the method of manufacturing the liquid crystal panel of the present invention will be briefly described. It is assumed that SiO2 is used as the material for forming the microlens 211. First, a transparent substance such as SiO2 is deposited on the counter substrate 21. The film thickness to be vapor-deposited is set by the height of the microlens 211 to be formed. Next, a metal substance such as chromium is deposited, and the metal substance is patterned into a circular shape. Next, the substrate is dipped in an etching solution, and the etching solution is infiltrated between the circular patterns made of a metal substance to dissolve SiO2. The formed microlens 211 does not need to be arcuate and may be trapezoidal. Finally, the substrate is immersed in an etching solution of a metal substance to remove the metal substance. As described above, the protrusions as the microlenses made of the transparent material are formed.

【0086】オフ状態では液晶23の屈折率は1.6程
度である。例えばマイクロレンズ211がSiO2で形
成されている場合は屈折率は1.45〜1.50程度で
あるから、マイクロレンズ211と液晶23の界面で入
射光はスネルの法則に従い屈折する。また、マイクロレ
ンズ211は規則的に操り返したパターンになっている
ため回折効果の影響もあり光は曲げられる。屈折と回折
の割合・効率は変調する光の波長λにより変化する。お
よそ、波長λの10倍の長さがマイクロレンズのピッチ
よりも大きい時、回折の効果の方が大きくなる。曲げら
れた光は液晶23を透過する途中で散乱される。いま、
光の出射側に所定角度θ以内の光しか集光しないように
集光レンズを配置しておくとすると、マイクロレンズに
より屈折された光は主光線角度を変化させられたことを
意味するから、マイクロレンズがない場合に比較して、
前記集光レンズで集光されにくくなる。従って、液晶が
オフ状態での光の透過光は小さくなる。
In the off state, the refractive index of the liquid crystal 23 is about 1.6. For example, when the microlens 211 is made of SiO2, the refractive index is about 1.45 to 1.50, so that the incident light is refracted at the interface between the microlens 211 and the liquid crystal 23 according to Snell's law. Further, since the microlens 211 has a pattern which is regularly manipulated, the light is bent due to the influence of the diffraction effect. The ratio and efficiency of refraction and diffraction change depending on the wavelength λ of the light to be modulated. When the length of 10 times the wavelength λ is larger than the pitch of the microlenses, the diffraction effect becomes larger. The bent light is scattered while passing through the liquid crystal 23. Now
If a condenser lens is arranged so that only light within a predetermined angle θ is condensed on the light output side, it means that the light refracted by the microlens has its principal ray angle changed, Compared to the case without a micro lens,
It becomes difficult for light to be condensed by the condenser lens. Therefore, the transmitted light of the light when the liquid crystal is in the off state becomes small.

【0087】オン状態では液晶の屈折率は常光屈折率の
no=1.5程度となる。したがって、SiO2の屈折率
にかなり近くなる。そのためマイクロレンズ211と液
晶23の界面ではほとんどが光は屈折あるいは回折せず
直進する。以上のことより、コントラストは大きくな
る。なお、以上の説明はマイクロレンズの形成材料とし
てSiO2を用いた場合である。前記レンズの材料とし
て液晶層に用いるポリマーを使用すれば液晶の常光屈折
率noとマイクロレンズの屈折率ndを一致させることが
できる。従って、さらに液晶がオン状態の時の入射光直
進性は向上することは言うまでもない。
In the ON state, the refractive index of the liquid crystal is about 1.5 of the ordinary light refractive index. Therefore, it is considerably close to the refractive index of SiO2. Therefore, most of the light at the interface between the microlens 211 and the liquid crystal 23 goes straight without refracting or diffracting. From the above, the contrast becomes large. The above description is for the case where SiO2 is used as the material for forming the microlens. If the polymer used for the liquid crystal layer is used as the material of the lens, the ordinary refractive index no of the liquid crystal and the refractive index nd of the microlens can be matched. Therefore, it goes without saying that the linearity of the incident light when the liquid crystal is in the on state is further improved.

【0088】第3の実施例の他の構成の液晶パネルを
(図23(a)、(b))に示す。(図23(b))は
(図23(a))のC−C’線での断面図である。マイ
クロレンズ211cの中心を凸状ではなく凹状に形成し
た例である。このように形成しても液晶のオフ状態での
光の透過光を小さくさせる効果には変化がないことは明
らかである。
A liquid crystal panel having another structure of the third embodiment is shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b). (FIG. 23 (b)) is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 23 (a). This is an example in which the center of the microlens 211c is formed in a concave shape instead of a convex shape. Even if formed in this way, it is apparent that there is no change in the effect of reducing the transmitted light in the off state of the liquid crystal.

【0089】(図21)、(図23)においてはマイク
ロレンズ211は1つの独立したレンズのように示した
が、ストライプ状であっても構わない。また第1の実施
例で述べたような他の構成も考えられるがここでは説明
を省略する。
Although the microlens 211 is shown as one independent lens in FIGS. 21 and 23, it may have a stripe shape. Other configurations such as those described in the first embodiment are also conceivable, but the description is omitted here.

【0090】第3の実施例の液晶パネルを用いた液晶投
写装置は第1の実施例において(図12)に示したもの
と同じ構成であり、説明を省略する。
The liquid crystal projection device using the liquid crystal panel of the third embodiment has the same structure as that shown in (FIG. 12) in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0091】以下、本発明の第4の実施例の液晶パネル
について説明する。液晶パネルの構成は第1の実施例に
示す構成とほぼ同一である。但し、凹凸の断面を有する
層15の誘電率は高分子分散液晶層23と異なっている
ことが必要であり、好ましくは低誘電率のものがよい。
また凹凸の断面を有する層15の屈折率は高分子分散液
晶層23の屈折率と一致していなくてもよく、また規則
的な周期で凸部または凹部が形成されていなくても効果
を有する。以下、(図24)を参照しながら、本発明の
液晶パネルの動作について説明する。
The liquid crystal panel of the fourth embodiment of the present invention will be described below. The structure of the liquid crystal panel is almost the same as the structure shown in the first embodiment. However, the dielectric constant of the layer 15 having an uneven cross section needs to be different from that of the polymer-dispersed liquid crystal layer 23, and a low dielectric constant is preferable.
The refractive index of the layer 15 having an uneven cross section does not have to match the refractive index of the polymer-dispersed liquid crystal layer 23, and it is effective even if the convex portions or the concave portions are not formed at regular intervals. .. The operation of the liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to (FIG. 24).

【0092】(図24)は本発明の液晶パネルの動作を
説明するための説明図である。(図24)において24
1a、241bは液晶分子、242a、242bは電気
力線を示す。(図24)は対向電極に液晶が配向しはじ
める電圧(以後、配向開始電圧と呼ぶ)を印加した時を
示している。配向開始電圧は液晶15の膜厚、低誘電率
膜17の膜厚・ピッチなどにより左右されるが通常0〜
3Vである。電圧が印加されると液晶層内に電気力線が
発生する。なお、説明を容易にするために電気力線は対
向電極22から画素電極14に達するものとする。低誘
電率膜15では電圧降下が発生するため、前記膜15を
透過する電気力線本数は少ない。電気力線は比誘電率の
関係から液晶層をよく透過する。したがって、対向電極
22からの電気力線は低誘電率膜15間からひろがりつ
つ画素電極に向かう。液晶分子は電気力線のベクトル方
向に配向する。低誘電率膜15間の中央部の液晶分子2
41bは垂直に配向し、その屈折率はn0となる。電気
力線242aは曲がっているため液晶分子241aも電
極基板の法線軸に対して傾いて配向する。したがって、
その屈折率はnxとnaの中間的な屈折率となる。以上の
ことから、配向開始電圧印加時は全体として液晶の屈折
率は高くなり、ポリマーとの屈折率差△nが大きくな
る。このことから散乱性能は向上する。
FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the operation of the liquid crystal panel of the present invention. 24 in (FIG. 24)
1a and 241b are liquid crystal molecules, and 242a and 242b are lines of electric force. FIG. 24 shows the case where a voltage at which the liquid crystal starts to be aligned (hereinafter referred to as alignment start voltage) is applied to the counter electrode. The alignment start voltage depends on the film thickness of the liquid crystal 15, the film thickness and pitch of the low dielectric constant film 17, etc.
It is 3V. When a voltage is applied, lines of electric force are generated in the liquid crystal layer. Note that, for ease of explanation, the lines of electric force are assumed to reach the pixel electrode 14 from the counter electrode 22. Since a voltage drop occurs in the low dielectric constant film 15, the number of lines of electric force passing through the film 15 is small. The lines of electric force are well transmitted through the liquid crystal layer due to the relative permittivity. Therefore, the line of electric force from the counter electrode 22 extends from between the low dielectric constant films 15 toward the pixel electrode. The liquid crystal molecules are aligned in the vector direction of the lines of electric force. Liquid crystal molecules 2 in the central portion between the low dielectric constant films 15
41b is vertically oriented and its refractive index is n 0 . Since the lines of electric force 242a are bent, the liquid crystal molecules 241a are also oriented with an inclination with respect to the normal axis of the electrode substrate. Therefore,
Its refractive index is an intermediate refractive index between n x and n a . From the above, when the alignment start voltage is applied, the refractive index of the liquid crystal as a whole becomes high, and the refractive index difference Δn with the polymer becomes large. From this, the scattering performance is improved.

【0093】液晶パネルにはおよそ配向開始電圧と透過
電圧の範囲の電圧を画素電極に印加して駆動する。配向
開始電圧の印加により、散乱特性は電圧無印加時よりも
向上するため、コントラストは高くなる。
The liquid crystal panel is driven by applying a voltage in the range of the alignment start voltage and the transmission voltage to the pixel electrode. By applying the orientation start voltage, the scattering characteristics are improved as compared to when no voltage is applied, and therefore the contrast is increased.

【0094】第4の実施例の液晶パネルを用いた液晶投
写装置は第1の実施例において(図12)に示したもの
と同じ構成であり、説明を省略する。
The liquid crystal projection device using the liquid crystal panel of the fourth embodiment has the same structure as that shown in (FIG. 12) in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0095】[0095]

【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、液晶パネル内に形成された凹凸の断面形
状を有する層によって、以下の3つの場合の効果があ
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. Further, the following three cases are effective due to the layer having the uneven cross-sectional shape formed in the liquid crystal panel.

【0096】まず、1つは凹凸の断面形状を有する層の
凹部ならびに凸部が規則的な周期性をもって形成されて
いる場合、凹凸の断面形状を有する層は回折格子として
作用する。液晶がオフ状態時は、液晶層と回折格子間に
屈折率差が生じ、回折格子が機能する。従って、液晶パ
ネルに入射した光は回折される。このことは直進する光
の量が減少することを意味し、見かけの散乱能が高ま
る。以上の回折の効果により液晶パネルのコントラスト
は大幅に向上する。また、このときに高分子分散液晶層
の散乱能が小さいときには回折効果のみを電圧によって
制御できる液晶パネルとなる。この場合散乱効果が不必
要であるので高分子分散液晶層の厚みを従来の高分子分
散液晶パネルに比べて薄くできる。よって、駆動電圧を
低くすることが出来るとともに、応答速度も速くなる。
逆に液晶がオン状態の時は液晶層とのほぼ屈折率差がな
くなり、回折格子が形成されていない状態となる。従っ
て、液晶パネルに入射した光は回折されることなくその
まま直進する。
First, when the concave portions and the convex portions of the layer having the uneven cross-sectional shape are formed with regular periodicity, the layer having the uneven cross-sectional shape acts as a diffraction grating. When the liquid crystal is in the off state, a difference in refractive index occurs between the liquid crystal layer and the diffraction grating, and the diffraction grating functions. Therefore, the light incident on the liquid crystal panel is diffracted. This means that the amount of light going straight is reduced, and the apparent scattering power is increased. Due to the above diffraction effect, the contrast of the liquid crystal panel is significantly improved. At this time, when the scattering power of the polymer dispersed liquid crystal layer is small, the liquid crystal panel can control only the diffraction effect by the voltage. In this case, since the scattering effect is unnecessary, the thickness of the polymer dispersed liquid crystal layer can be made thinner than that of the conventional polymer dispersed liquid crystal panel. Therefore, the drive voltage can be lowered and the response speed can be increased.
Conversely, when the liquid crystal is in the on state, there is almost no difference in the refractive index from the liquid crystal layer, and the diffraction grating is not formed. Therefore, the light incident on the liquid crystal panel goes straight without being diffracted.

【0097】次に、凹凸の断面形状を有する層の凹部な
らびに凸部が規則的な周期性をもって形成されていない
場合においても、凹凸断面形状層と液晶層の屈折率差に
より光線は曲げられる。これにより見かけの散乱能は向
上する。
Next, even when the concave portions and the convex portions of the layer having the uneven cross-sectional shape are not formed with regular periodicity, the light beam is bent due to the refractive index difference between the uneven cross-sectional shape layer and the liquid crystal layer. This improves the apparent scattering power.

【0098】第3に、凹凸の断面形状を有する層と液晶
層の誘電率が異なる場合、液晶に印加される電界の電気
力線が曲げられ、これに沿って配向する液晶の見かけの
屈折率は高くなる。従って液晶とポリマーとの屈折率差
が大きくなり、散乱性能は向上する。
Thirdly, when the dielectric constants of the layer having an uneven cross-sectional shape and the liquid crystal layer are different, the lines of electric force of the electric field applied to the liquid crystal are bent, and the apparent refractive index of the liquid crystal aligned along this line. Will be higher. Therefore, the difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer is increased, and the scattering performance is improved.

【0099】液晶として高分子分散液晶を用いることに
よって配向処理が不必要であるので、基板上に凹凸があ
っても問題にならない。また、凹凸の断面形状を有する
層は光透過性物質で形成しているので、画素の開口率を
低下することがない。従来、液晶層と対向電極及び画素
電極との密着性が悪いため、剥離という問題を発生させ
ていたが、本発明においては液晶パネルの対向電極と画
素電極のうち少なくとも一方に凹凸を形成しているので
この課題を除去することができる。
Since polymer-dispersed liquid crystal is used as the liquid crystal, the alignment treatment is unnecessary, so that there is no problem even if the substrate has irregularities. Further, since the layer having the uneven cross-sectional shape is formed of the light transmissive substance, the aperture ratio of the pixel is not lowered. Conventionally, since the adhesion between the liquid crystal layer and the counter electrode and the pixel electrode was poor, the problem of peeling occurred, but in the present invention, unevenness is formed on at least one of the counter electrode and the pixel electrode of the liquid crystal panel. It is possible to eliminate this problem.

【0100】以上の本発明の液晶パネルを本発明の液晶
投写装置に用いるとその効果は著しい。光の回折効果お
よび/または散乱効果の向上により画像のコントラスト
を大幅に向上できるばかりでなく、電源のオン・オフ時
のヒートショックより発生する剥離の問題が生じない。
さらに、本発明では、特に主としてR用の液晶パネルの
回折格子の高さ・ピッチを他のパネルと変化させること
により画像全体としてのコントラストを大幅に向上させ
ることができる。
When the above-mentioned liquid crystal panel of the present invention is used in the liquid crystal projection device of the present invention, its effect is remarkable. The contrast of the image can be significantly improved by improving the diffraction effect and / or the scattering effect of light, and the problem of peeling caused by the heat shock when the power is turned on / off does not occur.
Further, according to the present invention, the contrast of the entire image can be significantly improved by changing the height and pitch of the diffraction grating of the liquid crystal panel for R mainly with other panels.

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

【図1】本発明の液晶パネルの一画素の平面図FIG. 1 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel of the present invention.

【図2】本発明の液晶パネルの第1の実施例における断
面図
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal panel according to a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の構成例の液晶パネルの断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図4】本発明の反射型の液晶パネルの一実施例におけ
る断面図
FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of a reflective liquid crystal panel of the present invention.

【図5】本発明の他の構成例の反射型の液晶パネルの断
面図
FIG. 5 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図6】本発明の他の構成例の液晶パネルの断面図FIG. 6 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図7】本発明の他の構成例の液晶パネルの断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図8】本発明の他の構成例の液晶パネルの断面図FIG. 8 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図9】本発明の液晶パネル内の電気力線のモデル図FIG. 9 is a model diagram of lines of electric force in the liquid crystal panel of the present invention.

【図10】本発明の他の構成例の液晶パネルの一画素の
平面図
FIG. 10 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel of another configuration example of the present invention.

【図11】本発明の他の構成例の液晶パネルの断面図FIG. 11 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel having another configuration example of the present invention.

【図12】本発明の液晶投写装置の一実施例の構成図FIG. 12 is a configuration diagram of an embodiment of a liquid crystal projection device of the present invention.

【図13】本発明の液晶投写装置の他の構成図FIG. 13 is another configuration diagram of the liquid crystal projection device of the present invention.

【図14】本発明の液晶投写装置の他の構成図FIG. 14 is another configuration diagram of the liquid crystal projection device of the present invention.

【図15】本発明の他の実施例の液晶パネルの断面図FIG. 15 is a sectional view of a liquid crystal panel of another embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施例の液晶投写装置の原理的な
構成を示す模式図
FIG. 16 is a schematic diagram showing a principle configuration of a liquid crystal projection device according to an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の他の実施例の液晶投写装置の構成図FIG. 17 is a configuration diagram of a liquid crystal projection device according to another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の他の構成の液晶投写装置の原理的な
構成を示す模式図
FIG. 18 is a schematic diagram showing a principle configuration of a liquid crystal projection device having another configuration of the present invention.

【図19】フライアイレンズの平面図FIG. 19 is a plan view of a fly-eye lens.

【図20】本発明の他の構成の液晶投写装置の構成図FIG. 20 is a configuration diagram of a liquid crystal projection device having another configuration of the present invention.

【図21】本発明の他の実施例の液晶パネルの一画素の
平面図
FIG. 21 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel of another embodiment of the present invention.

【図22】本発明の実施例の液晶パネルの断面図FIG. 22 is a sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.

【図23】本発明の他の構成の液晶パネルの一画素の平
面図
FIG. 23 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel having another structure of the present invention.

【図24】本発明の他の実施例の液晶パネル内の電気力
線のモデル図
FIG. 24 is a model diagram of lines of electric force in a liquid crystal panel of another embodiment of the present invention.

【図25】従来の液晶パネルの平面図FIG. 25 is a plan view of a conventional liquid crystal panel.

【図26】従来の液晶パネルの平面図および断面図FIG. 26 is a plan view and a sectional view of a conventional liquid crystal panel.

【図27】従来の液晶パネルの断面図FIG. 27 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel.

【図28】従来の液晶投写装置の構成図FIG. 28 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection device.

【図29】TN液晶パネルの動作の説明図FIG. 29 is an explanatory diagram of the operation of the TN liquid crystal panel.

【図30】高分子分散液晶パネルの動作の説明図FIG. 30 is an explanatory diagram of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ゲート信号線 12 ソース信号線 13 TFT 14 画素電極 15 凹凸断面形状層 16 アレイ基板 21 対向基板 22 対向電極 23 高分子分散液晶層 32 ブラックマトリクス 42 反射電極 91、241 液晶分子 121 集光光学系 122 赤外線カットミラー 123a、123b、123c ダイクロイックミラー 124a、124b、124c 高分子分散液晶パネル 125a、125b、125c、127a、127b、
127c レンズ 126a、126b、126c アパーチャ 161 入力マスク 162 出力マスク 163 シュリーレンレンズ 164 光源 165 スクリーン 166 凹面鏡 211 マイクロレンズ 300 駆動回路
11 Gate Signal Line 12 Source Signal Line 13 TFT 14 Pixel Electrode 15 Concavo-Convex Cross Section Layer 16 Array Substrate 21 Counter Substrate 22 Counter Electrode 23 Polymer Dispersed Liquid Crystal Layer 32 Black Matrix 42 Reflective Electrode 91, 241 Liquid Crystal Molecule 121 Condensing Optical System 122 Infrared cut mirror 123a, 123b, 123c Dichroic mirror 124a, 124b, 124c Polymer dispersed liquid crystal panel 125a, 125b, 125c, 127a, 127b,
127c lens 126a, 126b, 126c aperture 161 input mask 162 output mask 163 Schlieren lens 164 light source 165 screen 166 concave mirror 211 microlens 300 drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 9/12 B 8943−5C 9/31 C 8943−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04N 9/12 B 8943-5C 9/31 C 8943-5C

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも一方は光透過性を有し、互いに
対向する第1の基板および第2の基板と、前記第1と第
2の基板の相対する面に形成した電極層と、前記第1と
第2の基板間に狭持された高分子分散液晶層と、前記第
1と第2の基板のうち少なくとも一方の基板上の電極を
形成した面上に形成した凹凸の断面形状を有する層とか
ら成ることを特徴とする液晶パネル。
1. A first substrate and a second substrate facing each other, at least one of which has a light-transmitting property, an electrode layer formed on surfaces of the first and second substrates facing each other, and the first substrate and the second substrate. A polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate; and an uneven cross-sectional shape formed on a surface of at least one of the first and second substrates on which electrodes are formed. A liquid crystal panel comprising a layer.
【請求項2】凹凸の断面形状を有する層は光透過性を有
する媒質で形成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。
2. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the layer having an uneven cross-sectional shape is formed of a medium having a light transmitting property.
【請求項3】凹凸の断面形状を有する層は光学的に等方
性な媒質で形成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 liquid crystal panel according to claim 1, wherein the layer having an uneven cross-sectional shape is formed of an optically isotropic medium.
【請求項4】凹凸の断面形状を有する層の屈折率が、使
用する液晶物質の常光屈折率noあるいは異常光屈折率
eのどちらか一方と略一致するか、または液晶物質が
ランダムに配向している状態の屈折率nxと略一致する
ことを特徴とする請求項1記載の液晶パネル。
Wherein irregularities refractive index layer having a sectional shape of, either substantially match either the ordinary refractive index n o or the extraordinary refractive index n e of the liquid crystal material used, or the liquid crystal material is in random The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the refractive index n x in the aligned state is substantially the same.
【請求項5】高分子分散液晶層を形成する高分子材料を
用いて、凹凸の断面形状を有する層を形成したことを特
徴とする請求項1記載の液晶パネル。
5. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein a layer having an uneven cross-sectional shape is formed by using a polymer material forming a polymer dispersed liquid crystal layer.
【請求項6】凹凸の断面形状は矩形断面形状であること
を特徴とする請求項1記載の液晶パネル。
6. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the uneven cross section has a rectangular cross section.
【請求項7】高分子分散液晶の膜厚が5μm以上25μ
m以下であることを特徴とする請求項1記載の液晶パネ
ル。
7. The film thickness of the polymer-dispersed liquid crystal is 5 μm or more and 25 μm or more.
The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel has a thickness of m or less.
【請求項8】凹凸の断面形状を有する層はストライプ状
であることを特徴とする請求項1記載の液晶パネル。
8. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the layer having an uneven cross-sectional shape has a stripe shape.
【請求項9】凹凸の断面形状を有する層は凸部分が柱状
の突起物であることを特徴とする請求項1記載の液晶パ
ネル。
9. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the layer having an uneven cross-sectional shape is a protrusion having a columnar convex portion.
【請求項10】凹凸の断面形状を有する層の凹部分は電
極が露出しており、凸部分のみ層が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の液晶パネル。
10. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the electrode is exposed in the concave portion of the layer having the uneven cross-sectional shape, and the layer is formed only in the convex portion.
【請求項11】請求項1記載の液晶パネルと、光発生手
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
た光を投影する第2の光学要素部品とを具備することを
特徴とする液晶投写装置。
11. A 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 a light modulated by the liquid crystal panel. A liquid crystal projection device comprising: a second optical element component for projecting.
【請求項12】光発生手段が発生する光は色フィルタで
青色光、緑色光および赤色光の3つの所定範囲の波長の
光に分離され、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11記載の液晶投写装置。
12. The light generated by the light generating means is separated by a color filter into light having three predetermined wavelengths of blue light, green light and red light, and the liquid crystal panel has light having wavelengths of the three predetermined ranges. 12. The liquid crystal projection device according to claim 11, wherein the liquid crystal projection device is arranged for at least one of the above.
【請求項13】色フィルタはダイクロイックミラーであ
ることを特徴とする請求項12記載の液晶投写装置。
13. The liquid crystal projection device according to claim 12, wherein the color filter is a dichroic mirror.
【請求項14】青色光を変調する液晶パネルの光学像
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影されることを特徴とする請
求項12記載の液晶投写装置。
14. An optical image of a liquid crystal panel that modulates blue light, an optical image of a liquid crystal panel that modulates green light, and an optical image of a liquid crystal panel that modulates red light are at the same position on the screen by optical element parts. 13. The liquid crystal projection device according to claim 12, wherein the liquid crystal projection device is projected on the screen.
【請求項15】少なくとも一方は光透過性を有し、互い
に対向する第1の基板および第2の基板と、前記第1と
第2の基板の相対する面に形成した電極層と、前記第1
と第2の基板間に狭持された高分子分散液晶層と、前記
第1と第2の基板のうち少なくとも一方の基板上の電極
を形成した面上に形成した凹凸の断面形状を有する層と
から成り、前記凹凸の断面形状を有する層の凹部ならび
に凸部は回折格子であることを特徴とする液晶パネル。
15. A first substrate and a second substrate facing each other, at least one of which has a light-transmitting property, an electrode layer formed on surfaces of the first and second substrates facing each other, and the first substrate and the second substrate. 1
And a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between a second substrate and a layer having an uneven cross-sectional shape formed on the surface of at least one of the first and second substrates on which the electrodes are formed. And a concave portion and a convex portion of the layer having the uneven cross-sectional shape are diffraction gratings.
【請求項16】第2の基板上に形成された電極は反射電
極であることを特徴とする請求項15記載の液晶パネ
ル。
16. The liquid crystal panel according to claim 15, wherein the electrode formed on the second substrate is a reflective electrode.
【請求項17】凹凸の断面形状を有する層は第2の基板
上に形成された反射電極上に形成されたことを特徴とす
る請求項16記載の液晶パネル。
17. The liquid crystal panel according to claim 16, wherein the layer having an uneven cross-sectional shape is formed on the reflective electrode formed on the second substrate.
【請求項18】凹凸の断面形状を有する層を形成する物
質の誘電率が液晶の誘電率と一致することを特徴とする
請求項15記載の液晶パネル。
18. The liquid crystal panel according to claim 15, wherein a material forming a layer having a concave-convex cross-sectional shape has a dielectric constant equal to that of liquid crystal.
【請求項19】凹部ならびに凸部の繰り返しピッチが1
5μm以下であることを特徴とする請求項15記載の液
晶パネル。
19. The repeating pitch of concave and convex portions is 1.
The liquid crystal panel according to claim 15, wherein the liquid crystal panel has a thickness of 5 μm or less.
【請求項20】凸部の高さが1μm以上10μm以下で
あることを特徴とする請求項15記載の液晶パネル。
20. The liquid crystal panel according to claim 15, wherein the height of the convex portion is 1 μm or more and 10 μm or less.
【請求項21】凸部の最大傾斜角度が電極基板の法線に
対して0度以上45度以下であることを特徴とする請求
項15記載の液晶パネル。
21. The liquid crystal panel according to claim 15, wherein the maximum inclination angle of the convex portion is 0 degree or more and 45 degrees or less with respect to the normal line of the electrode substrate.
【請求項22】高分子分散液晶層の厚みが5μm未満、
高分子分散液晶層の高分子によって保持される液晶滴の
平均粒子径または高分子の平均空隙間隔が1μm未満、
高分子分散液晶層の液晶材料の比率が90重量%以上、
のうち少なくとも1つの条件を満たしていることを特徴
とする請求項15記載の液晶パネル。
22. The thickness of the polymer dispersed liquid crystal layer is less than 5 μm,
The average particle diameter of the liquid crystal droplets held by the polymer of the polymer dispersed liquid crystal layer or the average void spacing of the polymer is less than 1 μm,
The ratio of the liquid crystal material of the polymer dispersed liquid crystal layer is 90% by weight or more,
The liquid crystal panel according to claim 15, wherein at least one of the conditions is satisfied.
【請求項23】凹凸の断面形状を有する層の凸部の高さ
と高分子分散液晶層の厚みが略一致することを特徴とす
る請求項22記載の液晶パネル。
23. The liquid crystal panel according to claim 22, wherein the height of the convex portion of the layer having the uneven cross-sectional shape and the thickness of the polymer dispersed liquid crystal layer are substantially the same.
【請求項24】請求項15記載の液晶パネルと、光発生
手段と、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
れた光を投影する第2の光学要素部品とを具備すること
を特徴とする液晶投写装置。
24. A liquid crystal panel according to claim 15, 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 a light modulated by the liquid crystal panel. A liquid crystal projection device comprising: a second optical element component for projecting.
【請求項25】光路中にシュリーレン光学系を具備し、
液晶パネルによる画像をシュリーレン光学系を介して拡
大投写することを特徴とする請求項24記載の液晶投写
装置。
25. A Schlieren optical system is provided in the optical path,
25. The liquid crystal projection device according to claim 24, wherein an image formed by the liquid crystal panel is enlarged and projected through the schlieren optical system.
【請求項26】各波長の光に対して配置された液晶パネ
ルにおいて、前記液晶パネルのうち1枚以上の液晶パネ
ル内に形成される凹凸の断面形状を有する層の高さとピ
ッチのうち少なくとも一方が、他の液晶パネルと異なっ
ていることを特徴とする請求項24記載の液晶投写装
置。
26. In a liquid crystal panel arranged for light of each wavelength, at least one of height and pitch of layers having an uneven sectional shape formed in one or more liquid crystal panels of the liquid crystal panels. 25. The liquid crystal projection device according to claim 24, which is different from other liquid crystal panels.
【請求項27】少なくとも一方は光透過性を有し、互い
に対向する第1の基板および第2の基板と、前記第1と
第2の基板の相対する面に形成した電極層と、前記第1
と第2の基板間に狭持された高分子分散液晶層と、前記
第1と第2の基板のうち少なくとも一方の基板上の電極
を形成した面上に形成した凸状と凹状のうち少なくとも
一方の形状の断面形状を有する層とから成ることを特徴
とする液晶パネル。
27. A first substrate and a second substrate, at least one of which has a light-transmitting property, facing each other; an electrode layer formed on the surfaces of the first and second substrates facing each other; 1
And a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between the second substrate and at least one of a convex shape and a concave shape formed on the surface on which the electrode is formed on at least one of the first and second substrates. A liquid crystal panel comprising a layer having a cross-sectional shape of one shape.
【請求項28】凹状の断面形状は凹レンズ断面形状であ
ることを特徴とする請求項27記載の液晶パネル。
28. The liquid crystal panel according to claim 27, wherein the concave sectional shape is a concave lens sectional shape.
【請求項29】凸状の断面形状は凸レンズ断面形状であ
ることを特徴とする請求項27記載の液晶パネル。
29. The liquid crystal panel according to claim 27, wherein the convex sectional shape is a convex lens sectional shape.
【請求項30】少なくとも一方は光透過性を有し、互い
に対向する第1の基板および第2の基板と、前記第1と
第2の基板の相対する面に形成した電極層と、前記第1
と第2の基板間に狭持された高分子分散液晶層と、前記
第1と第2の基板のうち少なくとも一方の基板上の電極
を形成した面上に形成した凹凸の断面形状を有する層と
から成り、前記凹凸の断面形状を有する層は高分子分散
液晶層と異なる誘電率を有することを特徴とする液晶パ
ネル。
30. A first substrate and a second substrate, at least one of which is transparent to light, facing each other; an electrode layer formed on the surfaces of the first and second substrates facing each other; 1
And a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between a second substrate and a layer having an uneven cross-sectional shape formed on the surface of at least one of the first and second substrates on which the electrodes are formed. The liquid crystal panel, wherein the layer having the uneven cross-sectional shape has a dielectric constant different from that of the polymer-dispersed liquid crystal layer.
【請求項31】凹凸の断面形状を有する層は、画素電極
と信号線および前記画素電極への信号を制御するスイッ
チング素子が形成された第1の基板の、前記信号線の上
方の第2の電極基板上に少なくとも形成されていること
を特徴とする請求項30記載の液晶パネル。
31. A layer having a concavo-convex cross-sectional shape is provided on a second substrate above the signal line of a first substrate on which a pixel electrode and a signal line and a switching element for controlling a signal to the pixel electrode are formed. 31. The liquid crystal panel according to claim 30, which is formed on at least an electrode substrate.
【請求項32】凸部の最大傾斜角度が電極基板の法線に
対して45度以上であることを特徴とする請求項30記
載の液晶パネル。
32. The liquid crystal panel according to claim 30, wherein the maximum inclination angle of the convex portion is 45 degrees or more with respect to the normal line of the electrode substrate.
【請求項33】請求項27あるいは30記載の液晶パネ
ルと、光発生手段と、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影する第2の光学要素部品とを
具備することを特徴とする液晶投写装置。
33. A liquid crystal panel according to claim 27 or 30, 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 the light modulated by the liquid crystal panel. A liquid crystal projection device comprising: a second optical element component that projects light.
JP4150366A 1991-06-11 1992-06-10 Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel Pending JPH05203943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4150366A JPH05203943A (en) 1991-06-11 1992-06-10 Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-139114 1991-06-11
JP3-139113 1991-06-11
JP13911391 1991-06-11
JP13911491 1991-06-11
JP3-249012 1991-09-27
JP24901291 1991-09-27
JP4150366A JPH05203943A (en) 1991-06-11 1992-06-10 Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05203943A true JPH05203943A (en) 1993-08-13

Family

ID=27472197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4150366A Pending JPH05203943A (en) 1991-06-11 1992-06-10 Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05203943A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11352445A (en) * 1998-06-09 1999-12-24 Olympus Optical Co Ltd Variable focus spectacles
KR100667132B1 (en) * 2000-02-25 2007-01-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Projective Type Display Apparatus Using Optical Diffraction Phenomenon
JP2008076643A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Seiko Epson Corp Projector and projection apparatus
JP2008076642A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Seiko Epson Corp Projector and projection apparatus
JP2009528558A (en) * 2006-03-03 2009-08-06 ユニヴェルシテ ラヴァル Method and apparatus for generating spatially modulated electric fields and electro-optical tuning using liquid crystals
JP2011507039A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Liquid crystal display
US8018559B2 (en) 1998-09-18 2011-09-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus having alignment control for brightness and response
CN114815399A (en) * 2021-01-28 2022-07-29 瀚宇彩晶股份有限公司 Display device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11352445A (en) * 1998-06-09 1999-12-24 Olympus Optical Co Ltd Variable focus spectacles
US8018559B2 (en) 1998-09-18 2011-09-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus having alignment control for brightness and response
US8023085B2 (en) 1998-09-18 2011-09-20 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus having alignment control for brightness and response
KR100667132B1 (en) * 2000-02-25 2007-01-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Projective Type Display Apparatus Using Optical Diffraction Phenomenon
JP2009528558A (en) * 2006-03-03 2009-08-06 ユニヴェルシテ ラヴァル Method and apparatus for generating spatially modulated electric fields and electro-optical tuning using liquid crystals
JP2008076643A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Seiko Epson Corp Projector and projection apparatus
JP2008076642A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Seiko Epson Corp Projector and projection apparatus
JP4697104B2 (en) * 2006-09-20 2011-06-08 セイコーエプソン株式会社 projector
JP2011507039A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Liquid crystal display
CN114815399A (en) * 2021-01-28 2022-07-29 瀚宇彩晶股份有限公司 Display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5299289A (en) Polymer dispersed liquid crystal panel with diffraction grating
US6333770B1 (en) Liquid crystal panel with reducing means, manufacturing method therefore and projection display apparatus using the same
KR20010085907A (en) Polarized light illuminator, image display, portable information terminal, head-up display, method for producing diffraction optical device, method for producing polarized light illuminator, and method for producing image display
JPH05203943A (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projector using this panel
JP3048468B2 (en) LCD projection TV
US5526147A (en) Polymer dispersed liquid crystal projector with diffraction gratings along liquid crystal electrodes, a variable diaphragm, and an anamorphic lens
JP3137435B2 (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the same
JP3077356B2 (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the same
JPH06160822A (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projector using the same
JP3313142B2 (en) Liquid crystal panel and projection display device using the same
JP2884782B2 (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the same
JP2844986B2 (en) Light valve type projector
JP3226521B2 (en) Reflective liquid crystal display
JPH0618865A (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projection type television using the panel
JP3250836B2 (en) Liquid crystal panel and projection display device using the liquid crystal panel
JPH07181460A (en) Liquid crystal panel and its projection and projection type display device
JPH0580311A (en) Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television
JP3231396B2 (en) Liquid crystal panel and liquid crystal projection television using the same
JPH0611712A (en) Liquid crystal panel and liquid crystal display device constituted by using this liquid crystal panel
JPH07104282A (en) Liquid crystal display device and its production
JPH05273512A (en) Liquid crystal panel and its production and liquid crystal projection type television
JPH0511235A (en) Liquid crystal panel and its manufacture, and liquid crystal projection type television
JP3119026B2 (en) Liquid crystal panel, method of manufacturing the same, and liquid crystal projection television using the same
JPH0588151A (en) Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television
JPH0829758A (en) Display panel and projection type display device using it