JPH0580311A - Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television - Google Patents
Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type televisionInfo
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- JPH0580311A JPH0580311A JP3241036A JP24103691A JPH0580311A JP H0580311 A JPH0580311 A JP H0580311A JP 3241036 A JP3241036 A JP 3241036A JP 24103691 A JP24103691 A JP 24103691A JP H0580311 A JPH0580311 A JP H0580311A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投映する液
晶投写型テレビと、主として前記液晶投写型テレビに用
いる液晶パネルおよびその製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal projection television for mainly projecting an image displayed on a small liquid crystal panel on a screen, a liquid crystal panel mainly used for the liquid crystal projection television, and a manufacturing method thereof. Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶パネルは軽量、薄型など数多くの特
徴を有するため、研究開発が盛んである。しかし、大画
面化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小
型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどで拡大投映
し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがにわか
に注目をあつめてきている。現在、商品化されている液
晶投写型テレビは液晶の旋光特性を利用したツイストネ
マステック(以後、TNと呼ぶ)液晶パネルが用いられ
ている。2. Description of the Related Art Since a liquid crystal panel has many features such as a light weight and a thin shape, research and development have been actively conducted. However, there are many problems such as difficulty in increasing the screen size. Therefore, in recent years, a liquid crystal projection television, which enlarges and projects a display image on a small liquid crystal panel with a projection lens or the like to obtain a display image on a large screen, is suddenly attracting attention. At present, liquid crystal projection televisions that have been commercialized use twisted nematic (hereinafter referred to as TN) liquid crystal panels that utilize the optical rotation characteristics of liquid crystals.
【0003】(図9)は液晶パネルの等価回路図であ
る。G1〜Gmはゲート信号線であり、その一端はゲート
ドライブIC91に接続されている。S1〜Snはソース
信号線であり、一端はソースドライブIC92に接続さ
れている。各画素はそれぞれ画素電極に信号を印加する
ための薄膜トランジスタ(以後、TFTと呼ぶ)93を
有しており、また、信号を保持するための付加コンデン
サ94が形成されている。95は画素電極と対向電極間
に挟持された液晶であり、電気回路的にはコンデンサと
見なすことができる。FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel. G 1 to G m are gate signal lines, one end of which is connected to the gate drive IC 91. S 1 to S n are source signal lines, one end of which is connected to the source drive IC 92. Each pixel has a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) 93 for applying a signal to a pixel electrode, and an additional capacitor 94 for holding a signal is formed. Reference numeral 95 denotes a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode, which can be regarded as a capacitor in terms of an electric circuit.
【0004】(図10)は従来の液晶パネルの断面図で
ある。なお、液晶投写型テレビおよび前記テレビで用い
る液晶パネルの例として「日経BP社発行のフラットパ
ネルディスプレイ’91 194〜205ページ」があ
る。アレイ基板12と対向電極基板101は4〜6μm
の間隔で保持され、前記基板間にTN液晶103が注入
されている。表示領域の周辺部は封止樹脂(図示せず)
で封止されている。なお、図示していないが対向電極1
6上および画素電極13上には配向膜が形成されてい
る。FIG. 10 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel. As an example of the liquid crystal projection television and the liquid crystal panel used in the television, there is "Flat panel display '91, pages 194 to 205, published by Nikkei BP." The array substrate 12 and the counter electrode substrate 101 are 4 to 6 μm
And the TN liquid crystal 103 is injected between the substrates. Sealing resin (not shown) around the display area
It is sealed with. Although not shown, the counter electrode 1
An alignment film is formed on 6 and on the pixel electrode 13.
【0005】以下、従来の液晶パネルの製造方法につい
て説明する。まず、アレイ基板12と対向電極基板11
には配向膜が塗布され、ラビングにより配向処理され
る。その後、アレイ基板12周辺部にTN液晶103の
注入口を残して封止樹脂が塗布される。また、対向電極
基板101上に均一な液晶膜厚を得るためのビーズを散
布する。次に、対向電極基板101とアレイ基板12を
貼り合わせる。その後、紫外線を照射、または加熱する
ことにより封止樹脂を硬化させる。次に貼り合わせた前
記基板を真空室に入れ、アレイ基板12と対向電極基板
101のギャップ内を真空状態にした後、液晶の注入口
を液晶に浸す。その後、真空室の真空を破ると、液晶は
注入口からギャップ内に注入される。最後に注入口を封
止して完成する。A conventional method for manufacturing a liquid crystal panel will be described below. First, the array substrate 12 and the counter electrode substrate 11
An alignment film is applied to the film and is subjected to alignment treatment by rubbing. After that, the sealing resin is applied to the peripheral portion of the array substrate 12 while leaving the injection port of the TN liquid crystal 103. In addition, beads for obtaining a uniform liquid crystal film thickness are scattered on the counter electrode substrate 101. Next, the counter electrode substrate 101 and the array substrate 12 are bonded together. After that, the sealing resin is cured by irradiation with ultraviolet rays or heating. Next, the bonded substrates are placed in a vacuum chamber, the gap between the array substrate 12 and the counter electrode substrate 101 is evacuated, and the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal. After that, when the vacuum in the vacuum chamber is broken, the liquid crystal is injected into the gap through the injection port. Finally, the injection port is sealed and completed.
【0006】以下、従来の液晶投写型テレビについて図
面を参照しながら説明する。(図11)は従来の液晶投
写型テレビの構成図である。(図11)において、11
1は集光光学系、112は赤外線および紫外線を透過さ
せるUVIRカットミラー、113aは青色光反射ダイ
クロイックミラー(以後、BDMと呼ぶ)、113bは
緑色光反射ダイクロイックミラー(以後、GDMと呼
ぶ)、113cは赤色光反射ダイクロイックミラー(以
後、RDMと呼ぶ)、114a,114b,114c,
116a,116b,116cは偏光板、115a,1
15b,115cは透過型のTN液晶パネル、117
a,117b,117cは投写レンズ系である。なお、
説明に不要な構成物は図面から省略している。A conventional liquid crystal projection television will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television. In FIG. 11, 11
1 is a condensing optical system, 112 is a UVIR cut mirror for transmitting infrared rays and ultraviolet rays, 113a is a blue light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as BDM), 113b is a green light reflection dichroic mirror (hereinafter referred to as GDM), and 113c. Is a red light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as RDM), 114a, 114b, 114c,
116a, 116b, 116c are polarizing plates, and 115a, 1
15b and 115c are transmissive TN liquid crystal panels 117
Reference numerals a, 117b and 117c are projection lens systems. In addition,
Structures unnecessary for the description are omitted from the drawings.
【0007】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて(図11)を参照しながら説明する。まず、集光光
学系111から出射された白色光はBDM113aによ
り青色光(以後、B光と呼ぶ)が反射され、前記B光は
偏光板114aに入射される。BDM113aを透過し
た光はGDM113bにより緑色光(以後、G光と呼
ぶ)が反射され偏光板114bに、また、RDM114
cにより赤色光(以後、R光と呼ぶ)が反射され偏光板
114cに入射される。偏光板では各色光の縦波成分ま
たは横波成分の一方の光のみを透過させ、光の偏光方向
をそろえて各液晶表示装置に照射させる。この際、50
%以上の光は前記偏光板で吸収され、透過光の明るさは
最大でも入射光の半分となってしまう。The operation of the conventional liquid crystal projection television will be described below with reference to FIG. First, the white light emitted from the condensing optical system 111 is reflected by the BDM 113a as blue light (hereinafter referred to as B light), and the B light is incident on the polarizing plate 114a. The light transmitted through the BDM 113a is reflected by the GDM 113b as green light (hereinafter, referred to as G light), and is reflected by the polarizing plate 114b.
The red light (hereinafter, referred to as R light) is reflected by c and is incident on the polarizing plate 114c. The polarizing plate transmits only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light, aligns the polarization directions of the light, and irradiates each liquid crystal display device. At this time, 50
% Or more of the light is absorbed by the polarizing plate, and the brightness of the transmitted light is half that of the incident light even at the maximum.
【0008】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116a,116b,116cを透過し、各投写レン
ズ系117a,117b,117cによりスクリーン
(図示せず)に拡大投映される。Each liquid crystal panel modulates the transmitted light according to a video signal. The modulated light passes through the polarizing plates 116a, 116b and 116c depending on the degree of modulation, and is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens systems 117a, 117b and 117c.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前述の説明でも明らか
なように、TN液晶を用いた液晶パネルでは、直線偏光
の光を入射させる必要がある。従って、液晶パネルの前
後には偏光板を配置する必要がある。この偏光板は理論
的にも半分以上の光を吸収してしまう。従って、TN液
晶パネルを液晶投写型テレビに用いた場合、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. Therefore, it is necessary to dispose polarizing plates before and after the liquid crystal panel. Theoretically, this polarizing plate absorbs more than half of the light. Therefore, when the TN liquid crystal panel is used in a liquid crystal projection television, there is a problem that only a low brightness screen can be obtained.
【0010】また、前記偏光板は入射光により加熱さ
れ、高温となり、短時間のうちに特性が劣化するという
課題もある。さらに加熱された偏光板等からでる熱線が
液晶パネルに伝導し、液晶パネルを高温状態にならし
め、劣化させるという課題もある。本発明は以上の課題
を鑑み、発明されたものである。There is also a problem that the polarizing plate is heated by incident light and becomes high in temperature, and the characteristics are deteriorated in a short time. Further, there is also a problem that heat rays emitted from the heated polarizing plate and the like are conducted to the liquid crystal panel, which brings the liquid crystal panel to a high temperature state and deteriorates it. The present invention has been made in view of the above problems.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶パネルは液
晶として高分子分散液晶を用い、アレイ基板上に形成さ
れた信号線と相対する位置の対向電極上に誘電体物質か
らなる突起パターンを形成している。また、突起パター
ンの形成周期で高分子分散液晶の屈折率を変化させてい
る。A liquid crystal panel of the present invention uses polymer dispersed liquid crystal as a liquid crystal, and a projection pattern made of a dielectric material is formed on a counter electrode at a position facing a signal line formed on an array substrate. Is forming. Further, the refractive index of the polymer-dispersed liquid crystal is changed according to the formation period of the protrusion pattern.
【0012】本発明の液晶パネルの製造方法はアレイ基
板と対向電極基板間に液晶を含有する樹脂を注入し、対
向電極に電圧を印加し、前記樹脂を硬化させるものであ
る。突起パターンにより、液晶に印加される電界に周期
的な強弱分布が生じるため、液晶分子の配向状態も周期
的な分布となる。この状態で樹脂を硬化することによ
り、前記周期的な強弱分布が固定され、液晶層に屈折率
分布が生じる。The liquid crystal panel manufacturing method of the present invention is to inject a resin containing liquid crystal between the array substrate and the counter electrode substrate, apply a voltage to the counter electrode, and cure the resin. Since the projection pattern causes a periodical strength distribution in the electric field applied to the liquid crystal, the alignment state of the liquid crystal molecules also has a periodic distribution. By curing the resin in this state, the periodic intensity distribution is fixed and a refractive index distribution is generated in the liquid crystal layer.
【0013】また、本発明の液晶投写型テレビは、ライ
トバルブとして本発明の液晶パネルを用いたものであ
る。液晶パネルの画素電極に電圧を印加し、液晶層の周
期的な屈折率分布をなくすことによりパネルへの入射光
は直進する。電圧が無印加状態の時は、屈折率の分布状
態がレンズ的に作用し、レンズの光屈折効果と高分子分
散液晶の散乱効果により効率的に液晶パネルからの出射
光方向を変化させ、投写レンズに入射しないようにす
る。Further, the liquid crystal projection type television of the present invention uses the liquid crystal panel of the present invention as a light valve. By applying a voltage to the pixel electrode of the liquid crystal panel to eliminate the periodical refractive index distribution of the liquid crystal layer, the incident light on the panel goes straight. When no voltage is applied, the refractive index distribution acts like a lens, and the light refraction effect of the lens and the scattering effect of polymer-dispersed liquid crystal efficiently change the direction of light emitted from the liquid crystal panel for projection. Avoid entering the lens.
【0014】[0014]
【作用】まず、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。First, the polymer dispersed liquid crystal will be briefly described. 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.
【0015】PDLCは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。PDLC utilizes the property that the refractive index is different in the direction in which the liquid crystal is aligned. When no voltage is applied, each water droplet liquid crystal is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer and the liquid crystal, and incident light is scattered. When a voltage is applied here, the alignment directions of the liquid crystal are aligned. If the refractive index when the liquid crystal is oriented in a certain direction is matched with the refractive index of the polymer in advance, incident light is transmitted without being scattered.
【0016】これに対して、PNLCは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。なお、前述のPDLCおよびPNLCの液晶の動
きの説明はあくまでもモデル的な考え方である。本発明
においてはPD液晶パネルとPN液晶パネルのうち一方
に限定するものではないが、説明を容易にするためPD
液晶パネルを例にあげて説明する。また、PDLCおよ
びPNLCを総称して高分子分散液晶と呼び、PD液晶
パネルおよびPN液晶パネルを総称して高分子分散液晶
パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶パネルに注入する
液晶を含有する液体を総称して液晶溶液と呼び、前記液
晶溶液中の樹脂成分が重合硬化した状態をポリマーと呼
ぶ。On the other hand, PNLC uses the irregularity itself of the alignment of liquid crystal molecules. The incident light is scattered in the irregular alignment state, that is, in the state where no voltage is applied.
On the other hand, light is transmitted when a voltage is applied and the array state is made regular. The above description of the movement of the liquid crystal of PDLC and PNLC is merely a model idea. Although the present invention is not limited to one of the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel, it is not limited to the PD liquid crystal panel for ease of explanation.
A liquid crystal panel will be described as an example. Further, PDLC and PNLC are collectively referred to as polymer dispersed liquid crystal, and PD liquid crystal panel and PN liquid crystal panel are collectively referred to as polymer dispersed liquid crystal panel. A liquid containing a liquid crystal to be injected into a polymer dispersed liquid crystal panel is generically called a liquid crystal solution, and a state in which a resin component in the liquid crystal solution is polymerized and cured is called a polymer.
【0017】高分子分散液晶の動作について(図8
(a)(b))を用いて簡単に述べる。(図8(a)
(b))は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。(図8(a)(b))において、81はアレイ基
板、82は画素電極、83は対向電極、84は水滴状液
晶、85はポリマー、86は対向基板である。画素電極
82にはTFT等が接続され、TFTのオン・オフによ
り画素電極に電圧が印加される。前記電圧により画素電
極上の液晶配向方向が可変し入射光が変調される。(図
8(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84は不規則な方向に配向し
ている。この状態ではポリマー85と液晶84とに屈折
率差が生じ入射光は散乱する。ここで(図8(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81より出射する。Operation of polymer dispersed liquid crystal (FIG. 8)
A brief description will be given using (a) and (b). (Fig. 8 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. In FIGS. 8A and 8B, 81 is an array substrate, 82 is a pixel electrode, 83 is a counter electrode, 84 is a liquid crystal droplet, 85 is a polymer, and 86 is a counter substrate. A TFT or the like is connected to the pixel electrode 82, and a voltage is applied to the pixel electrode by turning on / off the TFT. The voltage changes the liquid crystal alignment direction on the pixel electrode and modulates the incident light. As shown in FIG. 8A, in the state in which no voltage is applied, each water droplet liquid crystal 84 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 85 and the liquid crystal 84, and incident light is scattered. Here, when a voltage is applied to the pixel electrode as shown in (FIG. 8B), the directions of the liquid crystals are 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, incident light is emitted from the array substrate 81 without being scattered.
【0018】高分子分散液晶を用いて高品位の表示パネ
ルを構成しようとすると、散乱状態での光の透過量と、
透過状態での光の透過量の比(以後、コントラストと呼
ぶ)を大きくとる必要がある。コントラストが小さいと
階調表示特性が悪くなる。液晶投写型テレビではコント
ラストは100以上必要である。高分子分散液晶パネル
の最大透過率は対向電極のITO膜などで規制されるが
80〜85%もある。しかし、散乱時の光透過量も大き
い。コントラストを大きくするためには散乱状態での透
過量(以後、散乱透過率と呼ぶ)を小さくする必要があ
る。散乱状態での透過量を小さくするためには液晶層の
膜厚を厚くする必要があるが、厚くすると透過状態にす
るための印加電圧が高くなって液晶を駆動することがで
きない。以上のことより、高分子分散液晶を用いれば輝
度は大きくできるが、コントラストを高くすることがで
きず、良好な液晶パネルおよび液晶投写型テレビを構成
することは困難であった。In order to construct a high quality display panel using polymer dispersed liquid crystal, the amount of light transmitted in the scattered state is
It is necessary to increase the ratio of the amount of transmitted light in the transmitted state (hereinafter referred to as contrast). If the contrast is low, the gradation display characteristics deteriorate. A liquid crystal projection television needs a contrast of 100 or more. The maximum transmittance of the polymer-dispersed liquid crystal panel is regulated by the ITO film or the like of the counter electrode, but it is as high as 80 to 85%. However, the light transmission amount at the time of scattering is also large. In order to increase the contrast, it is necessary to reduce the amount of transmission in the scattered state (hereinafter referred to as scattering transmittance). In order to reduce the amount of transmission in the scattering state, it is necessary to increase the film thickness of the liquid crystal layer, but if the thickness is increased, the applied voltage for setting the transmission state becomes high and the liquid crystal cannot be driven. From the above, although the brightness can be increased by using the polymer-dispersed liquid crystal, the contrast cannot be increased, and it has been difficult to construct a good liquid crystal panel and a liquid crystal projection television.
【0019】本発明の液晶パネルは対向電極上に誘電体
物質からなる突起状のパターンを形成する。前記突起パ
ターンがない箇所は対向電極と画素電極間に印加した電
圧がそのまま液晶層に印加される。突起パターンが形成
されている箇所は突起パターンが誘電体物質で形成され
ていることから、対向電極と画素電極間に印加した電圧
は前記突起パターンと液晶層とで分圧される。したがっ
て、液晶層に印加される電圧は小さくなる。一方、液晶
溶液に電圧を印加すると、液晶は前記電圧により一方向
に配向する。液晶配向状態では液晶の屈折率は常光屈折
率noが支配的になる。散乱状態では液晶の異常光屈折
率neとnoがまざりあった屈折率を示す。液晶溶液と基
板間に注入した状態で対向電極に電圧を印加すると、液
晶溶液には突起パターンの周期で電界の強弱分布が発生
する。したがって、液晶溶液中の液晶にも周期的な配向
分布が生じることから屈折率分布が発生する。突起パタ
ーンがマトリックス状に形成されている場合、マトリッ
クスの中心から周辺方向に屈折率分布ができる。前記状
態で液晶溶液を重合させれば、屈折率分布は固定され
る。対向電極と画素電極間に電圧が印加されていない
時、前記屈折率分布はレンズ的な機能を有し、液晶層に
入射した光を屈折させる。一方、対向電極と画素電極間
に電圧を印加し、液晶を完全に配向させれば、液晶層全
体にわたり常光屈折率noが支配的となる。この際、ポ
リマーの屈折率npと液晶の常光屈折率noとを同一とな
るようにしておけば、液晶層に入射した光は屈折するこ
となく直進する。In the liquid crystal panel of the present invention, a protrusion pattern made of a dielectric material is formed on the counter electrode. The voltage applied between the counter electrode and the pixel electrode is applied as it is to the liquid crystal layer at the portion where the protrusion pattern is absent. Since the protrusion pattern is formed of a dielectric material at the portion where the protrusion pattern is formed, the voltage applied between the counter electrode and the pixel electrode is divided between the protrusion pattern and the liquid crystal layer. Therefore, the voltage applied to the liquid crystal layer becomes small. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal solution, the liquid crystal is oriented in one direction by the voltage. The refractive index of the liquid crystal is the ordinary refractive index n o becomes dominant in the liquid crystal alignment state. A refractive index of the liquid crystal of the extraordinary refractive index n e and n o are mixed in a scattering state. When a voltage is applied to the counter electrode in a state of being injected between the liquid crystal solution and the substrate, a strong and weak electric field distribution is generated in the liquid crystal solution at the cycle of the protrusion pattern. Therefore, since the liquid crystal in the liquid crystal solution also has a periodic alignment distribution, a refractive index distribution is generated. When the protrusion pattern is formed in a matrix, a refractive index distribution is formed from the center of the matrix to the peripheral direction. If the liquid crystal solution is polymerized in the above state, the refractive index distribution is fixed. When no voltage is applied between the counter electrode and the pixel electrode, the refractive index distribution has a lens-like function and refracts light incident on the liquid crystal layer. On the other hand, a voltage is applied between the counter electrodes and the pixel electrodes, if completely orient the liquid crystal, ordinary refractive index n o is dominant throughout the liquid crystal layer. At this time, if the refractive index n p of the polymer and the ordinary refractive index n o of the liquid crystal are set to be the same, the light incident on the liquid crystal layer goes straight without being refracted.
【0020】[0020]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明する。(図1)は本発明の液晶パネル
の断面図である。なお、説明に不要な箇所は省略してお
り、作図を容易にするために誇張して表現した箇所が存
在する。以上のことは、以下の図面に対しても同様であ
る。(図2)において11はITOなどからなる対向電
極16が形成された対向電極基板、12はソース信号線
14などの信号線および画素電極13およびTFT(図
示せず)などが形成されたアレイ基板、17は高分子分
散液晶である。15は誘電体物質からなる凸パターン
(以後、突起パターンと呼ぶ)であり、形成材料の一例
としてTaOx,SiO2,SiNxなどが該当する。
(図1)における対向電極基板の平面図を(図2)に、
また、(図2)のA−A’線での断面図を(図3)に示
す。(図1)(図3)に示すように突起パターンはソー
ス信号線14およびゲート信号線(図示せず)の上層の
対向電極16上にマトリックス状に形成されている。前
記パターンはなめらかな円弧状であり、その最大高さは
0.2μm〜3μmが好ましい。また、その幅は、画素
電極13に重なるように位置決めされている。前記重な
り度合は、液晶層の膜厚、屈折率等に左右されるが、画
素電極の1/4以上の面積に重なるようにすることが好
ましい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal panel of the present invention. It should be noted that parts unnecessary for description are omitted, and there are parts exaggerated for ease of drawing. The above also applies to the following drawings. In FIG. 2, 11 is a counter electrode substrate on which a counter electrode 16 made of ITO or the like is formed, and 12 is an array substrate on which signal lines such as source signal lines 14 and pixel electrodes 13 and TFTs (not shown) are formed. , 17 are polymer dispersed liquid crystals. Reference numeral 15 is a convex pattern made of a dielectric material (hereinafter, referred to as a projection pattern), which corresponds to TaOx, SiO 2 , SiNx or the like as an example of a forming material.
A plan view of the counter electrode substrate in FIG. 1 is shown in FIG.
Further, a cross-sectional view taken along the line AA ′ of (FIG. 2) is shown in (FIG. 3). As shown in (FIG. 1) and (FIG. 3), the protrusion pattern is formed in a matrix on the counter electrode 16 in the upper layer of the source signal line 14 and the gate signal line (not shown). The pattern has a smooth arc shape, and its maximum height is preferably 0.2 μm to 3 μm. Further, the width is positioned so as to overlap the pixel electrode 13. The degree of overlap depends on the thickness of the liquid crystal layer, the refractive index, and the like, but it is preferable that the overlap overlaps the area of ¼ or more of the pixel electrode.
【0021】高分子分散液晶層17の液晶としてはネマ
チック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶が
好ましく、単一もしくは2種類以上の液晶性化合物や液
晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であっても良い。
なお、先に述べた液晶材料のうちシアンビフェニル系の
ネマスチック液晶が最も好ましい。樹脂材料としては透
明なポリマーが好ましく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良いが、製造工程
の容易さ、液晶層との分離等の点より紫外線硬化タイプ
の樹脂を用いるのが好ましい。具体的な例として紫外線
硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に紫外線照射によ
って重合硬化するアクリルモノマー、アクリルオリゴマ
ーを含有するものが好ましい。これらは、紫外線を照射
することによって樹脂のみ重合反応を起こしてポリマー
となり、液晶のみ相分離する。この際、樹脂分と比較し
て液晶の量が少ない場合には独立した粒子状の水滴状液
晶が形成されるし、一方、液晶の量が多い場合は、樹脂
マトリクスが液晶材料中に粒子状、または、ネットワー
ク状に存在し、液晶が連続層を成すように形成される。The liquid crystal of the polymer dispersed liquid crystal layer 17 is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal, and may be a single or a mixture of two or more kinds of liquid crystal compounds or a mixture containing substances other than the liquid crystal compounds. ..
Of the above-mentioned liquid crystal materials, the cyanbiphenyl nematic liquid crystal is most preferable. The resin material is preferably a transparent polymer, and may be a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin, but it is an ultraviolet curable type from the viewpoint of ease of manufacturing process, separation from the liquid crystal layer, etc. It is preferable to use the above resin. As a specific example, an ultraviolet-curable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic monomer or an acrylic oligomer that is polymerized and cured by ultraviolet irradiation is particularly preferable. By irradiating with ultraviolet rays, these cause a polymerization reaction only in the resin to become a polymer, and only the liquid crystal undergoes phase separation. At this time, when the amount of liquid crystal is smaller than that of the resin component, independent particle-shaped liquid crystal droplets are formed. On the other hand, when the amount of liquid crystal is large, the resin matrix is particulate in the liquid crystal material. , Or exist in the form of a network and the liquid crystals are formed so as to form a continuous layer.
【0022】水滴状液晶の粒子径、もしくはポリマーネ
ットワークの孔径がある程度均一で、かつ大きさとして
は0.1μm〜数μmの範囲でなければ入射光の散乱性
能が悪くコントラストが上がらない。なお、好ましくは
水滴状液晶の粒子径もしくはポリマーネットワークの孔
径は0.5μm〜1.5μmの範囲がよい。この為にも
紫外線硬化樹脂のように短時間で硬化が終了しうる材料
でなければならない。また、液晶材料と樹脂材料の配向
比は9:1〜1:9であり、中でも2:1〜1:2の範
囲が好ましい。Unless the particle size of the water-drop liquid crystal or the pore size of the polymer network is uniform to some extent and the size is in the range of 0.1 μm to several μm, the incident light scattering performance is poor and the contrast cannot be improved. The particle size of the water-drop liquid crystal or the pore size of the polymer network is preferably in the range of 0.5 μm to 1.5 μm. For this reason, it is necessary to use a material that can be cured in a short time, such as an ultraviolet curable resin. The orientation ratio of the liquid crystal material and the resin material is 9: 1 to 1: 9, and the range of 2: 1 to 1: 2 is preferable.
【0023】液晶層17の膜厚としては5μm〜20μ
mに形成され、中でも8μm〜15μmの範囲が散乱特
性および液晶を駆動する上での印加電圧の範囲が最適で
ある。前記膜厚は6〜8Vの印加電圧で液晶の最大透過
率が90%程度になるように設定すればよい。液晶層1
7は周期的な屈折率分布を有している。その状態をモデ
ル的に(図4)に示す。なお、説明を容易にするために
ポリマーの屈折率をn p,液晶の常光屈折率をno,異常
光屈折率をneとし、no<ne,np=noする。(図
4)のAの部分の屈折率は、液晶の常光屈折率noが支
配的になっている。また、その強度は、画素電極の中央
部にいくほどマクロ的にnoに近くなる。この屈折率を
n1とする。Bの部分の液晶は不規則配向状態であり、
ほぼ、その屈折率は(2no+ne)/3となっている。
この屈折率をn2とする。したがって、n1<n2となる
のでモデル的にはAとBの境界部では屈折差が生じマク
ロ的に凹レンズの機能を有するようになる。したがっ
て、液晶層に入射したθの角度で屈折される。なお、屈
折率Bの部分では(図8)に示すように水滴状液晶によ
り光は散乱する。The thickness of the liquid crystal layer 17 is 5 μm to 20 μm.
m, and the scattering characteristic is in the range of 8 μm to 15 μm.
And the range of applied voltage to drive the liquid crystal is optimal.
is there. The film thickness is the maximum transmission of the liquid crystal at the applied voltage of 6-8V.
The rate may be set to about 90%. Liquid crystal layer 1
7 has a periodic refractive index distribution. Mode that state
(Fig. 4). For ease of explanation
N is the refractive index of the polymer p, The ordinary refractive index of liquid crystal is no, Abnormal
Optical refractive index neAnd no<Ne, Np= NoTo do. (Figure
The refractive index of the portion A of 4) is the ordinary refractive index n of the liquid crystal.oIs supported
It's all about sharing. In addition, its intensity is at the center of the pixel electrode.
N the macrooGet closer to. This refractive index
n1And The liquid crystal in part B is in an irregular alignment state,
Almost the refractive index is (2no+ Ne) / 3.
This refractive index is n2And Therefore, n1<N2Becomes
Therefore, as a model, a difference in refraction occurs at the boundary between A and B, and
It has a concave lens function. Because
Then, it is refracted at an angle of θ which is incident on the liquid crystal layer. In addition,
At the folding rate B, as shown in FIG.
The light is scattered.
【0024】以上のように対向電極16と画素電極B間
に電圧が印加されていない時には、凹レンズと水滴状液
晶により液晶パネルへの入射光は屈折、散乱するため、
散乱透過率は非常に小さくなる。一方、対向電極16と
画素電極13間に電圧を印加すると屈折率Bの部分の液
晶も配向し、常光屈折率noが支配的となる。したがっ
て屈折率AとBの境界部がなくなり凹レンズの機能は消
滅する。またnp=noとなるから水滴状液晶とポリマー
との屈折率差もなくなる。以上のことから、液晶層17
は全体的に屈折率はnpとなるから、入射光は屈折・散
乱せずに直進する。したがって、本発明の液晶パネルの
コントラストは非常に高くすることができる。As described above, when no voltage is applied between the counter electrode 16 and the pixel electrode B, incident light on the liquid crystal panel is refracted and scattered by the concave lens and the liquid crystal in the form of water droplets.
The scattering transmittance is very small. On the other hand, the liquid crystal portion of the refractive index B and a voltage is applied between the counter electrode 16 and the pixel electrode 13 is also oriented, ordinary refractive index n o is dominant. Therefore, the boundary between the refractive indices A and B disappears and the function of the concave lens disappears. Further, since n p = n o , there is no difference in refractive index between the water droplet liquid crystal and the polymer. From the above, the liquid crystal layer 17
Has a refractive index of n p as a whole, the incident light goes straight without being refracted or scattered. Therefore, the contrast of the liquid crystal panel of the present invention can be made very high.
【0025】以下、本発明の液晶パネルの製造方法につ
いて説明する。まず、対向電極16上に誘電体膜を塗布
または蒸着する。つぎに突起パターンを形成するため、
前記誘電体膜上にマスクを形成する。前記、マスクを用
いて突起パターンを形成する。形成方法としては、化学
的エッチング、O2アッシャーあるいはRIEなどを用
いる方法がある。次に前記マスクを除去した後、前述の
ように突起パターンが形成された対向電極基板11上に
所定の液晶膜厚を得るためのビーズを散布する。一方、
アレイ基板12上に封止樹脂(図示せず)を塗布する。
その後、対向電極基板11とアレイ基板12とを位置あ
わせし、貼り合わせる。その際、突起パター15ンがア
レイ基板の信号線の上層に位置するように位置決めをす
る。位置決め貼り合わせた後、封止樹脂を硬化させる。
液晶の注入方法としては真空注入と加圧注入方式があ
る。真空注入方式は貼り合わせた前記基板を真空室に入
れ、アレイ基板12と対向電極基板11間を真空状態に
した後、液晶の注入口を液晶溶液に侵す。真空室の真空
状態を破ると、液晶溶液は両基板間に注入させる。一
方、加圧注入方式は、対向電極基板11の周辺部に加工
され形成された0.8〜1.2mmの注入口より加圧に
より液晶溶液を注入する。The method of manufacturing the liquid crystal panel of the present invention will be described below. First, a dielectric film is applied or vapor-deposited on the counter electrode 16. Next, to form the protrusion pattern,
A mask is formed on the dielectric film. A protrusion pattern is formed using the mask. As a forming method, there is a method using chemical etching, O 2 asher or RIE. Next, after removing the mask, beads for obtaining a predetermined liquid crystal film thickness are scattered on the counter electrode substrate 11 on which the protrusion pattern is formed as described above. on the other hand,
A sealing resin (not shown) is applied onto the array substrate 12.
Then, the counter electrode substrate 11 and the array substrate 12 are aligned and bonded. At that time, the projection pattern 15 is positioned so as to be located above the signal line of the array substrate. After positioning and bonding, the sealing resin is cured.
Liquid crystal injection methods include a vacuum injection method and a pressure injection method. In the vacuum injection method, the bonded substrates are placed in a vacuum chamber, the array substrate 12 and the counter electrode substrate 11 are evacuated, and the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal solution. When the vacuum state of the vacuum chamber is broken, the liquid crystal solution is injected between both substrates. On the other hand, in the pressure injection method, the liquid crystal solution is injected by pressure from an injection port of 0.8 to 1.2 mm formed and formed in the peripheral portion of the counter electrode substrate 11.
【0026】次に対向電極16に信号を印加するととも
に、液晶溶液を加熱、もしくは紫外線を照射して樹脂を
重合させる。信号は短形波、サイン波、三角波等のいず
れであってもよいが、その実効値は液晶層の膜厚・突起
パターンのピッチなどを考慮して調整する。また、付加
コンデンサ94の一端をになう共通電極には所定電圧を
印加し、電位固定を行なっておく。以上のように信号を
印加すると、液晶層17に電界が印加され、液晶は配向
する。今、突起パターンは円弧状に形成されているた
め、液晶層17に印加される電界もなだやかな強弱分布
ができる。前記分布に従い、液晶の配向状態の強弱も変
化する。前記状態で樹脂を重合させることにより、前記
配向状態が固定される。以上のようにして、液晶層には
屈折率分布を形成することができる。以上のようにし
て、本発明の液晶パネルは完成する。Next, a signal is applied to the counter electrode 16 and the liquid crystal solution is heated or irradiated with ultraviolet rays to polymerize the resin. The signal may be a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like, but its effective value is adjusted in consideration of the film thickness of the liquid crystal layer, the pitch of the projection pattern, and the like. In addition, a predetermined voltage is applied to the common electrode that covers one end of the additional capacitor 94 to fix the potential. When a signal is applied as described above, an electric field is applied to the liquid crystal layer 17 and the liquid crystal is aligned. Since the projection pattern is now formed in an arc shape, the electric field applied to the liquid crystal layer 17 can also have a gentle intensity distribution. The intensity of the alignment state of the liquid crystal changes according to the distribution. The alignment state is fixed by polymerizing the resin in the above state. As described above, the refractive index distribution can be formed in the liquid crystal layer. As described above, the liquid crystal panel of the present invention is completed.
【0027】なお、突起パターン15は円弧状に形成す
るとしたが、これに限定するものではない。たとえば
(図5)の51に示すように平面的な凸状の突起パター
ンにしてもよい。この場合も、ソース信号線・共通電極
形成位置により、液晶層17に屈折率分布の強弱を発生
させることができる。したがって、液晶層に屈折率分布
を形成することができる。Although the projection pattern 15 is formed in an arc shape, the invention is not limited to this. For example, as shown by 51 in (FIG. 5), a planar convex projection pattern may be used. Also in this case, depending on the position where the source signal line and the common electrode are formed, it is possible to cause the liquid crystal layer 17 to have a different refractive index distribution. Therefore, a refractive index distribution can be formed in the liquid crystal layer.
【0028】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写型テレビについて説明する。(図6)は本発明の液晶
投写型テレビの構成図である。ただし、説明に不要な構
成要素は省略している。(図6)において、61は集光
光学系であり、内部に凹面鏡および光発生手段として2
50Wのメタルハライドランプを有している。62は赤
外線および紫外線を透過させ可視光のみを反射させるU
VIRカットミラーである。ただし、UVIRカットミ
ラー62は集光光学系61の内部に配置してもよいこと
は言うまでもない。また、63aはBDM、63bはG
DM、63cはRDMである。なお、BDM63aから
RDM63c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RDM63cは全反射ミラーにおきか
えてもよいことは言うまでもない。The liquid crystal projection television of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a configuration diagram of the liquid crystal projection television of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes a condensing optical system, which has a concave mirror and a light generating means 2 inside.
It has a 50W metal halide lamp. 62 is a U that transmits infrared rays and ultraviolet rays and reflects only visible light
It is a VIR cut mirror. However, it goes without saying that the UVIR cut mirror 62 may be arranged inside the condensing optical system 61. Also, 63a is BDM and 63b is G.
DM and 63c are RDMs. It is needless to say that the arrangement of the BDM 63a to the RDM 63c is not limited to the above order, and the last RDM 63c may be replaced with a total reflection mirror.
【0029】64a,64b,64cは本発明の液晶パ
ネルである。なお、前記液晶パネルのうち、R光を変調
する液晶パネル64c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、もしくは液晶膜厚を厚めに構成
している。これは光が長波長になるほど散乱特性が低下
するためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させると
きの紫外線光の強度を制御することあるいは使用材料を
変化させることにより制御できる。液晶膜厚はビーズ径
を変化することにより調整できる。また、突起パターン
15の見かけ上の高さも赤(R)・緑(G)・青(B)
用のそれぞれの液晶パネルに対して変化させてもよい。
その場合はR用の液晶パネルの屈折率Aの部分の高さが
最も高く、B用は低くすると良い。65a,65b,6
5c,67a,67b,67cはレンズ、66a,66
bおよび66cは、しぼりとしてのアパーチャである。
なお、65,66および67で投写光学系を構成してい
る。また、特に支障のないかぎり65,66および67
の組を投写レンズ系と呼ぶ。また、アパーチャ66はレ
ンズ65等のF値が大きいとき必要がないことは明らか
であり、投写レンズ系を1つのレンズに置きかえること
ができることも明らかである。Reference numerals 64a, 64b and 64c are liquid crystal panels of the present invention. Of the liquid crystal panels, the liquid crystal panel 64c that modulates the R light has a larger water droplet liquid crystal particle diameter or a larger liquid crystal film thickness than other liquid crystal panels. This is because the longer the wavelength of light, the lower the scattering characteristics. The particle size of the water-drop liquid crystal can be controlled by controlling the intensity of ultraviolet light during polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter. Also, the apparent height of the protrusion pattern 15 is red (R), green (G), and blue (B).
It may be changed for each liquid crystal panel for use.
In that case, the height of the portion having the refractive index A of the liquid crystal panel for R is highest, and the height for B is preferably low. 65a, 65b, 6
5c, 67a, 67b, 67c are lenses, 66a, 66
b and 66c are apertures as a diaphragm.
Note that 65, 66, and 67 form a projection optical system. Also, as long as there is no particular problem, 65, 66 and 67
Is called a projection lens system. It is also clear that the aperture 66 is not necessary when the F value of the lens 65 and the like is large, and it is also clear that the projection lens system can be replaced by one lens.
【0030】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64と
レンズ65との距離Lと、レンズ65とアパーチャ66
までの距離はほぼ等しくなるように配置される。投写レ
ンズ系は各液晶パネルを透過した平行光線を透過させ、
各液晶パネルで散乱した光を遮光させる役割を果たす。
その結果、スクリーン上に高コントラストのフルカラー
表示が実現できる。アパーチャの開口径Dを小さくすれ
ばコントラストは向上する。しかし、スクリーン上の画
像輝度は低下する。The arrangement and the like of the projection lens system are as follows. First, the distance L between the polymer dispersed liquid crystal panel 64 and the lens 65 of the liquid crystal display device, the lens 65 and the aperture 66.
Are arranged so that the distances to are almost equal. The projection lens system allows parallel rays that have passed through each liquid crystal panel to pass through,
It plays the role of blocking the light 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.
【0031】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が、1
0〜15μmの時、レンズの集光角は6度前後が最適で
あり、その時、コントラストは画面中心部で150:1
であり、リア方式テレビで40インチスクリーンに投写
した際、スクリーンゲイン5で300[ft]以上であ
り、CRT投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝
度を得ることができた。The film thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 1
When 0 to 15 μm, the optimal condensing angle of the lens is around 6 degrees, and at that time, the contrast is 150: 1 at the center of the screen.
Thus, when projected on a 40-inch screen with a rear system television, the screen gain was 300 [ft] or more, and a screen brightness equal to or higher than that of the CRT projection television could be obtained.
【0032】以下、本発明の液晶投写型テレビの動作に
ついて説明する。なお、R,G,B光のそれぞれの変調
系については、ほぼ、同一動作であるのでB光の変調系
について例にあげて説明する。まず、集光光学系61か
ら白色光が照射され、前記白色光のB光成分はBDM6
3aにより反射される。前記B光は高分子分散液晶パネ
ル64aに入射する。前記高分子分散液晶パネルは(図
8(a)(b))に示すように、画素電極に印加された
信号により入射した光の散乱と透過状態とを制御し、光
を変調する。The operation of the liquid crystal projection television of the present invention will be described below. Since the R, G, and B light modulation systems have substantially the same operation, the B light modulation system will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 61, and the B light component of the white light is BDM6.
It is reflected by 3a. The B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 64a. As shown in FIGS. 8A and 8B, the polymer-dispersed liquid crystal panel controls the scattering and transmission states of incident light according to the signal applied to the pixel electrode, and modulates the light.
【0033】散乱した光はアパーチャ66aで遮光さ
れ、逆に、所定角度内の光はアパーチャ66aを通過す
る。変調された光は投写レンズ67aによりスクリーン
(図示せず)に拡大投映される。以上のようにして、ス
クリーンには画像のB光成分が表示される。同様に高分
子分散液晶パネル64bはG光成分の光を変調し、ま
た、高分子分散液晶パネル64cはR光成分の光を変調
して、スクリーン上にはカラー画像が表示される。The scattered light is blocked by the aperture 66a, and conversely, the light within a predetermined angle passes through the aperture 66a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 67a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 64b modulates the light of the G light component, and the polymer dispersed liquid crystal panel 64c modulates the light of the R light component to display a color image on the screen.
【0034】また、(図6)において投写レンズ系をこ
れに限定するものではなく、たとえば平行光を遮光体で
遮光し、散乱光をスクリーンに投映する中心遮へい型の
光学系を用いてもよいことは言うまでもない。The projection lens system in FIG. 6 is not limited to this. For example, a central shield type optical system in which parallel light is shielded by a light shield and scattered light is projected on the screen may be used. Needless to say.
【0035】また、(図6)においては光は対向基板1
1側から入射させるとしたが、これに限定するものでは
なく、アレイ基板12から入射させても同様の効果が得
られることは明らかである。以上のように、本発明の液
晶パネルおよび液晶投写型テレビは光の入射方向に左右
されるものではない。Further, in (FIG. 6), light is emitted from the counter substrate 1.
Although the light is incident from the first side, the present invention is not limited to this, and it is obvious that the same effect can be obtained even when the light is incident from the array substrate 12. As described above, the liquid crystal panel and the liquid crystal projection television of the present invention do not depend on the incident direction of light.
【0036】さらに、本発明の液晶投写型テレビの実施
例においてはリア型液晶投写型テレビのように表現した
が、これに限定するものではなく反射型スクリーンに画
像を投映するフロント型液晶投写型テレビでもよいこと
は言うまでもない。さらに、本実施例の液晶投写型テレ
ビにおいては、ダイクロイックミラーにより色分離を行
なうとしたがこれに限定するものではなく、たとえば吸
収型色フィルタを用いて、色分離を行なってもよい。Furthermore, in the embodiment of the liquid crystal projection type television of the present invention, it is expressed as a rear type liquid crystal projection type television, but the present invention is not limited to this, and it is a front type liquid crystal projection type which projects an image on a reflection type screen. It goes without saying that you can use TV. Further, in the liquid crystal projection television of the present embodiment, the color separation is performed by the dichroic mirror, but the present invention is not limited to this. For example, an absorption type color filter may be used to perform the color separation.
【0037】また、本実施例の液晶投写型テレビにおい
ては、R,GおよびB光の変調系において投写レンズ系
をそれぞれ1つずつ設けているが、これに限定するもの
ではなく、たとえばミラーなどを用いて液晶パネルによ
り変調された表示画像を1つにまとめてから1つの投写
レンズ系に入射させて投映する構成であってもよいこと
は言うまでもない。さらに、R・G・B光に対して変調
する3枚の液晶パネルを設けることに限定するものでも
ない。例えば、一枚の液晶パネルにモザイク状のカラー
フィルタを取付け、前記パネルの画像を投映するテレビ
でもフルカラー画像を実現できる。In the liquid crystal projection television of this embodiment, one projection lens system is provided for each of the R, G, and B light modulation systems, but the invention is not limited to this, and, for example, a mirror or the like. It goes without saying that a configuration may be adopted in which the display images modulated by the liquid crystal panel are combined into one by using, and are made incident on one projection lens system and projected. Furthermore, it is not limited to providing three liquid crystal panels that modulate R, G, and B lights. For example, a full-color image can be realized on a television that projects an image on the panel by attaching a mosaic color filter to one liquid crystal panel.
【0038】さらに、本発明の液晶パネルは透過型液晶
パネルのように説明したが、これに限定するものではな
く、反射型に形成してもよい。その場合は、画素電極を
金属物質で構成し、反射電極にすればよい。Further, although the liquid crystal panel of the present invention has been described as a transmissive liquid crystal panel, the present invention is not limited to this, and it may be formed as a reflective type. In that case, the pixel electrode may be made of a metal substance and used as a reflective electrode.
【0039】さらに、(図6)に示す光学系に限定する
ものではなく、シュリーレン光学系を用いてもよい。そ
の構成図を(図7)に示す。光の変調素子として先に説
明した本発明の液晶パネルを反射型構成にして用いる。
投写光源73から発した投写光は、コンデンサレンズ7
4でミラー72に集束される。集束光はミラー72で反
射され、シュリーレンレンズ75で平行光線となって本
発明の液晶パネル66に入射する。屈折率Aの部分が完
全に生成されている画素に入射した光は屈折され、シュ
リーレンレンズ75により拡大されてスクリーン71に
投映される。屈折率Aの部分が完全に消滅した画素に入
射した光はそのまま反射し、72のミラー兼シュリーレ
ンストップで遮光される。前述の屈折率Aの部分の生成
と消滅の中間的状態の時は屈折状態に応じた光がスクリ
ーン71に投映される。なお、前述の液晶投写型テレビ
において屈折された光をシュリーレンレンズ65でスク
リーンに投映するとしたが、これに限定するものではな
く、屈折された光をシュリーレンストップで遮光される
シュリーレン光学系に構成してもよいことは言うまでも
ない。Further, the optical system is not limited to the one shown in FIG. 6 and a Schlieren optical system may be used. The block diagram is shown in (FIG. 7). As the light modulation element, the liquid crystal panel of the present invention described above is used in a reflective structure.
The projection light emitted from the projection light source 73 is generated by the condenser lens 7
At 4, the mirror 72 is focused. The focused light is reflected by the mirror 72, becomes parallel rays by the schlieren lens 75, and enters the liquid crystal panel 66 of the present invention. Light incident on a pixel in which the portion having the refractive index A is completely generated is refracted, enlarged by the schlieren lens 75, and projected on the screen 71. The light incident on the pixel in which the portion having the refractive index A has completely disappeared is reflected as it is, and is shielded by the mirror / Schlieren stop 72. In the intermediate state between the generation and disappearance of the portion having the refractive index A, the light depending on the refractive state is projected on the screen 71. Although the refracted light in the liquid crystal projection television is projected on the screen by the schlieren lens 65, the invention is not limited to this, and the schlieren optical system in which the refracted light is blocked by the schlieren stop is configured. It goes without saying that it is okay.
【0040】また、突起パターン15はマトリックス状
に形成するとしたが、これに限定するものではなく、ス
トライプ状に形成してもよい。その際は、ストライプ状
のパターンはソース信号線もしくはゲート信号線にそっ
て、前記信号線の上層かつ対向電極上に形成する。Although the projection pattern 15 is formed in a matrix, it is not limited to this and may be formed in a stripe. In that case, a striped pattern is formed along the source signal line or the gate signal line, above the signal line and on the counter electrode.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルは高
分子分散液晶を用いているため、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、偏光板を用いないことから、当然のことな
がら、従来の課題である偏光板劣化はない。また、液晶
パネルが加熱されることもなく、寿命低化もない。さら
に配向膜も不要であり、ラビング処理も必要でないた
め、製造コストも低減できる。As described above, since the liquid crystal panel of the present invention uses the polymer-dispersed liquid crystal, it is possible to obtain a high-brightness screen which is more than twice as bright as the liquid crystal panel using the TN liquid crystal. Moreover, since no polarizing plate is used, naturally, there is no deterioration of the polarizing plate, which is a conventional problem. Further, the liquid crystal panel is not heated and the life is not shortened. Further, since an alignment film is unnecessary and rubbing treatment is not necessary, the manufacturing cost can be reduced.
【0042】さらに、液晶パネル内に本発明の液晶パネ
ルの製造方法を用いて液晶層内に屈折率分布を形成し、
レンズ機能をもたせているため、その液晶層での散乱効
果とレンズの屈折効果により、液晶のオフ状態での光の
直進透過量を大幅に小さくすることができる。液晶がオ
ン状態ではレンズは消滅するので、入射光はそのまま直
進する。従って、コントラスト100以上を達成でき、
階調表示特性が非常に良好な高品位画像表示を実現でき
る。Further, a refractive index distribution is formed in the liquid crystal layer by using the liquid crystal panel manufacturing method of the present invention in the liquid crystal panel,
Since it has a lens function, the amount of straight transmission of light in the off state of the liquid crystal can be significantly reduced due to the scattering effect in the liquid crystal layer and the refraction effect of the lens. Since the lens disappears when the liquid crystal is on, the incident light goes straight on. Therefore, a contrast of 100 or more can be achieved,
It is possible to realize high-quality image display with very good gradation display characteristics.
【0043】また、信号線の上層に突起パターンの最大
高さ部が位置するようにしている。したがって、信号線
には電圧が印加されにくい。従来では、信号線上で映像
表示に関係なく光が変調され、画像表示を劣化させてい
たが、本発明の液晶パネルは信号線の上層で電圧が印加
されにくいため、光変調されず画像表示劣化が少ない。
ブラックマトリックスも必要でなくなり、画素の開口率
も向上する。Further, the maximum height of the protrusion pattern is located above the signal line. Therefore, it is difficult to apply a voltage to the signal line. In the past, light was modulated on the signal line regardless of the image display, and the image display was deteriorated. However, since the liquid crystal panel of the present invention is difficult to apply a voltage in the upper layer of the signal line, it is not optically modulated and the image display is deteriorated. Less is.
The black matrix is not necessary, and the aperture ratio of the pixel is improved.
【0044】本発明の液晶投写型テレビでは、本発明の
液晶パネルを用いているために、画質の高輝度化および
高コントラスト表示を実現できる。さらに、本発明の液
晶投写型テレビではR・G・Bの波長に対応して、水滴
状液晶の平均粒径または孔子径を変化させること、また
は、見かけ上の突起パターンの高さ等を変化させること
により、それぞれの波長でのコントラストを大幅に改善
しており、高品位映像表示を実現できる。In the liquid crystal projection television of the present invention, since the liquid crystal panel of the present invention is used, it is possible to realize high brightness of image quality and high contrast display. Further, in the liquid crystal projection television of the present invention, the average particle diameter or the pore diameter of the water droplet liquid crystal is changed or the height of the apparent projection pattern is changed in accordance with the R, G, and B wavelengths. By doing so, the contrast at each wavelength is significantly improved, and high quality image display can be realized.
【図1】本発明の一実施例における液晶パネルの断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例における液晶パネルの対向電
極基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a counter electrode substrate of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
【図3】(図2)に示す液晶パネルの対向電極基板のA
−A’線における断面図である。FIG. 3A of the counter electrode substrate of the liquid crystal panel shown in FIG.
It is sectional drawing in the -A 'line.
【図4】本発明の液晶パネルの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a liquid crystal panel of the present invention.
【図5】本発明の液晶パネルの対向電極基板の他の実施
例での断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of the counter electrode substrate of the liquid crystal panel of the present invention.
【図6】本発明の液晶投写型テレビの一実施例の構成図
である。FIG. 6 is a configuration diagram of an embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention.
【図7】本発明の液晶投写型テレビの他の実施例におけ
る構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of another embodiment of the liquid crystal projection television of the present invention.
【図8】高分子分散液晶パネルの動作の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel.
【図9】液晶パネルの等価回路図である。FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.
【図10】従来の液晶パネルの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal panel.
【図11】従来の液晶投写型テレビの構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.
11,86 対向電極基板 12,81 アレイ基板 13 82 画素電極 14 87 ソース信号線 15,51 凸パターン 16,83 対向電極 17 高分子分散液晶 61,111 集光光学系 62,112 UVIRカットミラー 64a,64b,64c,76 高分子分散液晶パネル 66a,66b,66c アパーチャ 73 投写光源 74 コンデンサレンズ 75 シュリーレンレンズ 77,78 画素 84 水滴状液晶 85 ポリマー 93 TFT 94 付加コンデンサ 95 液晶 102 ブラックマトリックス 103 TN液晶 115a,115b,115c TN液晶パネル 11,86 Counter electrode substrate 12,81 Array substrate 13 82 Pixel electrode 14 87 Source signal line 15,51 Convex pattern 16,83 Counter electrode 17 Polymer dispersed liquid crystal 61,111 Condensing optical system 62,112 UVIR cut mirror 64a, 64b, 64c, 76 Polymer dispersed liquid crystal panel 66a, 66b, 66c Aperture 73 Projection light source 74 Condenser lens 75 Schlieren lens 77, 78 Pixel 84 Water-drop liquid crystal 85 Polymer 93 TFT 94 Additional capacitor 95 Liquid crystal 102 Black matrix 103 TN liquid crystal 115a, 115b, 115c TN liquid crystal panel
Claims (9)
極が形成されたアレイ基板上の信号線と略相対する位置
に誘電体物質からなる凸状と凹状のうち少なくとも一方
の形状のパターンが形成され、前記対向電極基板とアレ
イ基板間に高分子分散液晶を挟持していることを特徴と
する液晶パネル。1. A pattern of at least one of a convex shape and a concave shape made of a dielectric material is formed on the counter electrode of the counter electrode substrate and at a position substantially facing the signal line on the array substrate on which the pixel electrode is formed. A liquid crystal panel formed by sandwiching a polymer-dispersed liquid crystal between the counter electrode substrate and the array substrate.
状のうち少なくとも一方の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。2. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the pattern has at least one of a stripe shape and a matrix shape.
有し、かつ前記相異なる屈折率の部分が周期的に繰りか
えされていることを特徴とする請求項1記載の液晶パネ
ル。3. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the polymer-dispersed liquid crystal has a plurality of refractive index portions, and the portions having different refractive index are periodically repeated.
質からなる凸状と凹状のうち少なくとも一方の形状のパ
ターンを形成する第1の工程と、前記パターンがアレイ
基板上に形成された信号線と略相対するようにかつ所定
間隔において前記対向電極基板とアレイ基板とを貼り合
わせる第2の工程と、前記対向電極基板とアレイ基板間
に液晶を含有する樹脂を注入する第3の工程と、前記対
向電極に所定電圧を印可するとともに光照射手段と加熱
手段のうち少なくとも一方の手段を用いて前記樹脂を硬
化させる第4の工程を行なうことを特徴とする液晶パネ
ルの製造方法。4. A first step of forming at least one of a convex shape and a concave shape made of a dielectric material on a counter electrode on a counter electrode substrate, and the pattern is formed on an array substrate. A second step of bonding the counter electrode substrate and the array substrate at a predetermined interval so as to be substantially opposed to the signal line, and a third step of injecting a resin containing liquid crystal between the counter electrode substrate and the array substrate. And a fourth step of applying a predetermined voltage to the counter electrode and curing the resin by using at least one of a light irradiation means and a heating means.
とする請求項4記載の液晶パネルの製造方法。5. The method for manufacturing a liquid crystal panel according to claim 4, wherein the resin is an ultraviolet curable resin.
段と、前記光発生手段が発生した光を前記液晶パネルに
導く第1の光学要素部品と、前記液晶パネルで変調され
た光を投映する第2の光学要素部品を具備することを特
徴とする液晶投写型テレビ。6. 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 type television characterized by comprising a second optical element part for projecting.
青色光、緑色光および赤色光の3つの所定範囲の波長の
光に分割され、かつ、液晶パネルは前記3つの所定範囲
の波長の光のうち少なくとも1つに対して配置されてい
ることを特徴とする請求項6記載の液晶投写型テレビ。7. The light generated by the light generating means is split by a color filter into light of three predetermined wavelengths, blue light, green light and red light, and the liquid crystal panel has a wavelength of the three predetermined wavelengths. The liquid crystal projection television according to claim 6, wherein the liquid crystal projection television is arranged for at least one of the lights.
ることを特徴とする請求項7記載の液晶投写型テレビ。8. The liquid crystal projection television according to claim 7, wherein the color filter is a dichroic mirror.
と、緑色光を変調する液晶パネルの光学像と、赤色光を
変調する液晶パネルの光学像とが光学要素部品により、
スクリーンの同一位置に投映されることを特徴とする請
求項7記載の液晶投写型テレビ。9. An optical element for forming 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.
8. The liquid crystal projection television according to claim 7, wherein the images are projected on the same position on the screen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3241036A JPH0580311A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3241036A JPH0580311A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0580311A true JPH0580311A (en) | 1993-04-02 |
Family
ID=17068366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3241036A Pending JPH0580311A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Liquid crystal panel and production thereof and liquid crystal projection type television |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0580311A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004005426A1 (en) * | 2002-07-05 | 2004-01-15 | Asahi Glass Company, Limited | Light control device and its manufacturing method |
WO2005010607A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-03 | Iljin Diamond Co., Ltd | Liquid crystal display panel and making process thereof |
KR100464291B1 (en) * | 1997-04-01 | 2005-05-13 | 삼성전자주식회사 | Polymer dispersed liquid crystal panel and image projection apparatus using the same and manufacturing method thereof |
JP2006189876A (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Samsung Electronics Co Ltd | Liquid crystal device for compensating for aberration, and optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus including same |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3241036A patent/JPH0580311A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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