JPH0588142A - Liquid crystal panel and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Liquid crystal panel and liquid crystal display device using the same

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JPH0588142A
JPH0588142A JP3249020A JP24902091A JPH0588142A JP H0588142 A JPH0588142 A JP H0588142A JP 3249020 A JP3249020 A JP 3249020A JP 24902091 A JP24902091 A JP 24902091A JP H0588142 A JPH0588142 A JP H0588142A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal panel
display device
counter electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP3249020A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takahara
博司 高原
Hideki Omae
秀樹 大前
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US07/896,967 priority patent/US5299289A/en
Publication of JPH0588142A publication Critical patent/JPH0588142A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal panel which makes a high-brightness display and has a high contrast. CONSTITUTION:On a counter electrode substrate 11, a two-dimensional diffraction grating is formed on the surface in contact with macromolecule dispersed liquid crystal 17. The refractive index of projection parts 13 of the diffraction grating is equalized to the refractive index of the liquid crystal 17 when a voltage is applied between a counter electrode 16 and picture element electrodes 15. When the voltage is not applied between the counter electrode 16 and picture element electrodes 15, light made incident on the liquid crystal panel is refracted because of the refractive index difference between the projection parts 13 and liquid crystal 17 and scattered by the liquid crystal 17. When the voltage is applied, the refractive index difference is eliminated, so the light travels straight. The liquid crystal panel is used for the viewfinder, etc., of a liquid crystal projection type television, a video camera, etc. Therefore, when no polarizing plate is used, a high-brightness image can be displayed. Further, the high contrast is provided by the diffraction effect and the scattering effect of the liquid crystal 17.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明の液晶パネルに表示された
画像をスクリーンに拡大投映する液晶表示装置(以下、
液晶投写型テレビと呼ぶ)、ビデオカメラなどで撮影画
像の表示に用いる液晶表示装置(以下、ビューファイン
ダと呼ぶ)と、液晶表示装置に用いる液晶パネルに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION A liquid crystal display device for enlarging and projecting an image displayed on a liquid crystal panel of the present invention on a screen (hereinafter referred to as "
The present invention relates to a liquid crystal display device (hereinafter referred to as a viewfinder) and a liquid crystal display device used for displaying captured images with a video camera or the like, and a liquid crystal panel used for the liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルを用いた液晶表示装置は、C
RTを用いた表示装置に比較して軽量化および薄型化の
可能性が高いことから研究開発が盛んである。近年は液
晶の旋光性を画像表示に応用したツイストネマティック
モード(以下、TNモードと呼ぶ)の液晶表示装置が実
用化され、携帯用のポケットテレビ、ビデオカメラのビ
ューファインタなどに用いられている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device using a liquid crystal panel is C
Research and development are actively conducted because the possibility of weight reduction and thickness reduction is higher than that of a display device using an RT. In recent years, a twist nematic mode (hereinafter, referred to as TN mode) liquid crystal display device in which the optical rotatory power of liquid crystal is applied to image display has been put into practical use, and is used for a portable pocket TV, a viewfinder of a video camera, and the like. ..

【0003】しかし、液晶表示装置は大画面化が困難で
あるなどの問題点も多い。そこで近年、小型の液晶パネ
ルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投映し、大面
の表示画像を得る液晶投写型テレビの研究開発も盛んで
ある。
However, the liquid crystal display device has many problems such as difficulty in increasing the screen size. Therefore, in recent years, research and development of a liquid crystal projection television, which enlarges and projects a display image of a small liquid crystal panel by a projection lens or the like to obtain a large display image, has been actively conducted.

【0004】(図15)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IC151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IC152に接
続されている。各画素はそれぞれ画素電極に信号の印加
するためのTFT153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154が形成されている。1
55は画素電極と対向電極間に挟持された液晶である。
FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal panel. G 1 to G m are gate signal lines, one end of which is connected to the gate drive IC 151. S 1 to S n are source signal lines, one end of which is connected to the source drive IC 152. Each pixel has a TFT 153 for applying a signal to the pixel electrode, and an additional capacitor 154 for holding a signal is formed. 1
Reference numeral 55 denotes a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode.

【0005】以下、従来の液晶パネルについて説明す
る。(図16)は従来の液晶パネルの断面図である。1
67はクロムなどで形成されたブラックマトリックス、
166はITOなどの透明電極で形成された対向電極で
ある。アレイ基板162と対向電極基板141は4〜6
μmの間隔で保持され、前記基板間にTN液晶163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、164はソース信号線で
ある。
A conventional liquid crystal panel will be described below. FIG. 16 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel. 1
67 is a black matrix made of chrome,
166 is a counter electrode formed of a transparent electrode such as ITO. The array substrate 162 and the counter electrode substrate 141 have 4 to 6
The TN liquid crystal 163 is held between the substrates while being held at an interval of μm. The periphery of the display area is sealed with a sealing resin (not shown). Reference numeral 164 is a source signal line.

【0006】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162と対向電極基板1
61には配向膜168a、168b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162周
辺部にTN液晶の注入口を残して封止樹脂(図示せず)
が塗布される。また、対向電極基板161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161とアレイ基板162を貼り合わせる。その
後、紫外線を照射、または加熱により封止樹脂を硬化さ
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162と対向電極基板161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。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a liquid crystal panel will be described. First, the array substrate 162 and the counter electrode substrate 1
Alignment films 168a and 168b are applied to 61 and subjected to alignment treatment by rubbing. After that, sealing resin (not shown) is left in the periphery of the array substrate 162, leaving an injection port for TN liquid crystal.
Is applied. Moreover, beads for obtaining a uniform liquid crystal film thickness are scattered on the counter electrode substrate 161. Next, the counter electrode substrate 161 and the array substrate 162 are bonded together. After that, the sealing resin is cured by irradiation with ultraviolet rays or heating. Next, the bonded substrates are put in a vacuum chamber, the gap between the array substrate 162 and the counter electrode substrate 161 is evacuated, and then the liquid crystal inlet 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.

【0007】以下、従来液晶表示装置の一例として液晶
投写型テレビについて図面を参照しながら説明する。
(図17)は従来の液晶投写型テレビの構成図である。
(図17)において、171は集光光学系、172は赤
外線および紫外線を透過させるUVIRカットミラー、
173aは青色光反射ダイクロイックミラー(以後、B
DMと呼ぶ)、173bは緑色光反射ダイクロイックミ
ラー(以後、GDMと呼ぶ)、173cは赤色光反射ダ
イクロイックミラー(以後、RDMと呼ぶ)、174
a,174b,174c,176a,176b,176
cは偏光板、175a,175b,175cは透過型の
TN液晶パネル、177a,177b,177c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 liquid crystal projection television will be described below as an example of a conventional liquid crystal display device with reference to the drawings.
FIG. 17 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.
In FIG. 17, 171 is a condensing optical system, 172 is a UVIR cut mirror that transmits infrared rays and ultraviolet rays,
173a is a blue light reflecting dichroic mirror (hereinafter, B
DM), 173b is a green light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as GDM), 173c is a red light reflecting dichroic mirror (hereinafter referred to as RDM), 174.
a, 174b, 174c, 176a, 176b, 176
Reference numeral c is a polarizing plate, 175a, 175b and 175c are transmissive TN liquid crystal panels, and 177a, 177b and 177c are projection lens systems. It should be noted that components unnecessary for the description are omitted from the drawings.

【0008】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて説明する。まず、集光光学系171から出射された
白色光はBDM173a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174aに入射され
る。BDM173aを透過した光はGDM173bによ
り緑色光(以後、G光と呼ぶ)が反射され偏光板174
bに、また、RDM174cにより赤色光(以後、R光
と呼ぶ)が反射され偏光板174cに入射される。偏光
板では各色光の縦波成分または横波成分の一方の光のみ
を透過させ、光の偏光方向をそろえて各液晶表示装置に
照射させる。この際、50%以上の光は前記偏光板で吸
収され、透過光の明るさは最大でも半分以下となってし
まう。
The operation of the conventional liquid crystal projection television will be described below. First, the white light emitted from the condensing optical system 171 is reflected by the BDM 173a as blue light (hereinafter referred to as B light), and the B light is incident on the polarizing plate 174a. The light transmitted through the BDM 173a is reflected by the GDM 173b as green light (hereinafter, referred to as G light), and then is polarized by the polarizing plate 174.
The red light (hereinafter, referred to as R light) is reflected by the RDM 174c and is incident on the polarizing plate 174c. The polarizing plate transmits only one of the longitudinal wave component and the transverse wave component of each color light, aligns the polarization directions of the light, and irradiates each liquid crystal display device. At this time, 50% or more of the light is absorbed by the polarizing plate, and the brightness of the transmitted light is half or less at the maximum.

【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176a,176b,176cを透過し、各投写レン
ズ系177a,177b,177cに入射して、前記レ
ンズ系によりスクリーン(図示せず)に拡大投映され
る。
Each liquid crystal panel modulates the transmitted light according to a video signal. The modulated light passes through the respective polarizing plates 176a, 176b, 176c according to the degree of modulation, enters the respective projection lens systems 177a, 177b, 177c, and is enlarged and projected on the screen (not shown) by the lens system. ..

【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、直線偏光
の光を入射させる必要がある。したがって、液晶パネル
の前後には偏光板を配置する必要がある。この偏光板は
理論的にも50%以上の光を吸収してしまう。従って、
スクリーンに拡大投映した際、低輝度画面しか得られな
いという課題がある。この課題を解決するため、本発明
では高分子分散液晶を用いる。高分子分散液晶を用いた
液晶パネルは偏光板を用いないため光利用効率を非常に
高くできる。
As is 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 50% or more of light. Therefore,
There is a problem that only a low brightness screen can be obtained when the image is enlarged and projected on the screen. In order to solve this problem, a polymer dispersed liquid crystal is used in the present invention. 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.

【0011】以下、ここで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.

【0012】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 differs 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.

【0013】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.

【0014】高分子分散液晶の動作について(図18
(a)(b))を用いて簡単に述べる。(図18(a)
(b))は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。(図18(a)(b))において、181はアレイ
基板、182は画素電極、183は対向電極、184は
水滴状液晶、185はポリマー、186は対向基板であ
る。画素電極182にはTFT等が接続され、TFTの
オン・オフにより画素電極に電圧が印加されて、画素電
極上の液晶配向方向を可変させて光を変調する。(図1
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184は不規則な方向に配向
している。この状態ではポリマー185と液晶184と
に屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで(図18
(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181より出射する。
Operation of polymer dispersed liquid crystal (FIG. 18)
A brief description will be given using (a) and (b). (Fig. 18 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. In FIGS. 18A and 18B, 181 is an array substrate, 182 is a pixel electrode, 183 is a counter electrode, 184 is a droplet liquid crystal, 185 is a polymer, and 186 is a counter substrate. A TFT or the like is connected to the pixel electrode 182, and a voltage is applied to the pixel electrode when the TFT is turned on / off to change the liquid crystal alignment direction on the pixel electrode to modulate light. (Fig. 1
As shown in FIG. 8 (a), when no voltage is applied, the water droplet liquid crystals 184 are oriented in irregular directions. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 185 and the liquid crystal 184, and incident light is scattered. Here (Fig. 18
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 181 without being scattered.

【0015】高分子分散液晶を用いて高品位の表示パネ
ルを構成しようとすると、散乱状態での光の透過量と、
透過状態での光の透過量の比(以後、コントラストと呼
ぶ)を大きくとる必要がある。コントラストが小さいと
階調表示特性が悪くなる。液晶投写型テレビではコント
ラストは100以上必要である。高分子分散液晶パネル
の最大透過率は対向電極のITO膜などで規制されるが
80〜85%程度もある。しかし、散乱時の光透過量も
大きい。コントラストを大きくするためには散乱状態で
の透過量(以後、散乱透過率と呼ぶ)を小さくする必要
がある。散乱状態での透過量を小さくするためには液晶
層の膜厚を厚くする必要があるが、厚くすると透過状態
にするための印加電圧が高くなって液晶を駆動すること
ができない。以上のことより、高分子分散液晶を用いれ
ば輝度は大きくできるが、コントラストを高くすること
ができず、良好な液晶パネルおよび液晶投写型テレビを
構成することは困難であった。
When it is attempted to construct a high-quality display panel using 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 about 80 to 85%. However, the light transmission amount at the time of scattering is also large. In order to increase the contrast, it is necessary to reduce the amount of transmission in the scattered state (hereinafter referred to as scattering transmittance). In order to reduce the amount of transmission in the scattering state, it is necessary to increase the film thickness of the liquid crystal layer, but if the thickness is increased, the applied voltage for setting the transmission state becomes high and the liquid crystal cannot be driven. From the above, although the brightness can be increased by using the polymer-dispersed liquid crystal, the contrast cannot be increased, and it has been difficult to construct a good liquid crystal panel and a liquid crystal projection television.

【0016】ビデオカメラは、携帯性、操作性の点か
ら、コンパクト軽量であることが要求される。そのた
め、ビューファインダ用ディスプレイとして、液晶表示
装置の導入が期待されている。ところが、液晶表示装置
を用いたビューファインダの消費電力は、現状ではかな
り大きい。例えば、TN液晶表示装置を用いたビューフ
ァインダの消費電力は、液晶表示装置が約0.1W、光
源が約1.0Wという例がある。ビデオカメラは、コン
パクト軽量性を確保するために、電池の容量が限られて
おり、ビューファインダの消費電力が大きい場合には、
連続使用時間が短くなるので、大きな問題となる。
The video camera is required to be compact and lightweight in terms of portability and operability. Therefore, introduction of a liquid crystal display device as a viewfinder display is expected. However, the power consumption of the viewfinder using the liquid crystal display device is quite large at present. For example, the power consumption of a viewfinder using a TN liquid crystal display device is about 0.1 W for a liquid crystal display device and about 1.0 W for a light source. The video camera has a limited battery capacity to ensure compactness and lightness, and when the viewfinder consumes a large amount of power,
This is a big problem because the continuous use time becomes short.

【0017】TN液晶表示装置の消費電力が大きい原因
として、次のようなことが考えられる。前述のように、
TN液晶を用いる液晶パネルは、入射側と出射側に偏光
板が必要であり、この2枚の偏光板の総合透過率は約3
0%となる。また、ライトボックスは輝度むらの少ない
面光源にする必要があり、そのためにTN液晶パネルと
ライトボックス間に拡散板を配置している。光拡散度の
低い拡散板を用いると、ライトボックス内の蛍光管の発
光パターンが現れ、それが液晶パネルの表示画面を通し
て見え、表示品位を低下させる。そのため、拡散板は拡
散度の高いものを用いるが、一般に拡散度を高くすると
透過率が低下し、必要な輝度を得ようとすると光源の消
費電力の増大を招く。以上のことより、消費電力が大き
く、ビデオカメラは連続使用を行なうことができなかっ
た。
The following are possible causes of the large power consumption of the TN liquid crystal display device. As aforementioned,
A liquid crystal panel using TN liquid crystal needs polarizing plates on the incident side and the emitting side, and the total transmittance of these two polarizing plates is about 3
It becomes 0%. Further, the light box needs to be a surface light source with little unevenness in brightness, and for that reason, a diffusion plate is arranged between the TN liquid crystal panel and the light box. When a diffuser plate having a low light diffusion rate is used, a light emission pattern of a fluorescent tube in a light box appears, which is visible through the display screen of the liquid crystal panel, which deteriorates the display quality. Therefore, a diffuser plate having a high diffusivity is used, but generally, if the diffusivity is increased, the transmittance is lowered, and if an attempt is made to obtain a required brightness, power consumption of the light source is increased. Due to the above, the power consumption was large and the video camera could not be used continuously.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】TN液晶を用いると偏光
板により、50%以上の光が吸収されてしまうため光利
用率が低く、高輝度画像表示が行えない。また、消費電
力も大きくなる。
When a TN liquid crystal is used, 50% or more of light is absorbed by a polarizing plate, so that the light utilization rate is low and high-luminance image display cannot be performed. In addition, power consumption also increases.

【0019】本発明の液晶パネルは液晶として高分子分
散液晶を用いる。また、対向電極基板には2次元の回折
格子を形成する。回折格子は対向電極基板を加工して形
成する。
The liquid crystal panel of the present invention uses polymer dispersed liquid crystal as the liquid crystal. Further, a two-dimensional diffraction grating is formed on the counter electrode substrate. The diffraction grating is formed by processing the counter electrode substrate.

【0020】本発明の液晶投写型テレビは本発明の液晶
パネルを用いて構成したものである。元来、高分子分散
液晶パネルは散乱特性が悪かった。しかし、本発明の液
晶パネルには回折格子が形成されており、この回折効果
と高分子分散液晶の散乱効果によりコントラストが向上
する。
The liquid crystal projection television of the present invention is constructed using the liquid crystal panel of the present invention. Originally, polymer-dispersed liquid crystal panels had poor scattering properties. However, a diffraction grating is formed in the liquid crystal panel of the present invention, and the contrast is improved by this diffraction effect and the scattering effect of the polymer dispersed liquid crystal.

【0021】また、本発明のビュファインダは光源とし
て微小領域発光の発光素子を用い、さらに、前記光源が
放射する光を集光し平行光に変換する集光レンズと、集
光レンズで集光された光を変調する液晶パネルを具備し
たものである。前記液晶パネルは本発明の液晶パネルを
用いる。
Further, the viewfinder of the present invention uses a light emitting element for emitting light in a minute region as a light source, and further, a condenser lens for condensing light emitted from the light source and converting it into parallel light, and a condenser lens. The liquid crystal panel for modulating the generated light is provided. The liquid crystal panel of the present invention is used as the liquid crystal panel.

【0022】[0022]

【作用】本発明の液晶パネルは対向電極基板に用いるガ
ラスをエッチングして二次元回折格子を形成する。その
回折格子上にITOなどを蒸着して対向電極とする。回
折格子の高さは1〜5μmである。回折格子の凸部が3
μmの場合、回折格子の凹部のITOと凸部のITOと
は電気的に絶縁されるが、2次元回折格子の場合は凸部
のしめる割合は凹部の1/4となる。したがって、凹部
のITOと対向電極とすることにより、液晶の駆動には
問題がない。
In the liquid crystal panel of the present invention, the glass used for the counter electrode substrate is etched to form a two-dimensional diffraction grating. ITO or the like is deposited on the diffraction grating to form a counter electrode. The height of the diffraction grating is 1 to 5 μm. The convex part of the diffraction grating is 3
In the case of μm, the ITO of the concave portion and the ITO of the convex portion of the diffraction grating are electrically insulated, but in the case of the two-dimensional diffraction grating, the proportion of the convex portion is 1/4 of the concave portion. Therefore, there is no problem in driving the liquid crystal by using the ITO in the recess and the counter electrode.

【0023】前記回折格子の形成された対向電極基板と
画素電極が形成されたアレイ基板内に高分子分散液晶を
狭持する。高分子分散液晶のポリマーの屈折率np、液
晶の常光屈折率をnoとする。通常、高分子分散液晶で
はnp=noとなるよう使用材料が設定される。また、液
晶層に電圧が印加すると液晶は配向(以後、オン状態と
呼ぶ)し、透過状態となる。前記オン状態の屈折率non
はnoとなる。逆に液晶に電圧が印加されていない時、
液晶はランダムな配向状態(以後、オフ状態と呼ぶ)で
あり散乱状態となる。ポリマーの比率が小さいとする
と、この時の屈折率noffはおよそ(2no+ne)/3
となる。液晶のnoは1.52〜1.54の材料が多
く、また回折格子の材料、つまりガラス基板の屈折率n
gも1.52〜1.54のものが多い。両者の材料選定
が容易である。また、回折格子の機械的強度も高い。オ
ン状態の時、ng=noとなり、あたかも回折格子は消滅
した状態となる。したがって、液晶パネルへの入射光は
そのまま直進する。オフ状態の時はng≠noffとなるか
ら、回折格子と液晶層間に屈折率差が生じ、液晶パネル
への入射光は回折するとともに、液晶層で散乱する。し
たがって、コントラストが向上する。
Polymer dispersed liquid crystal is sandwiched between the counter electrode substrate on which the diffraction grating is formed and the array substrate on which the pixel electrodes are formed. The refractive index n p of the polymer of the polymer dispersed liquid crystal and the ordinary refractive index of the liquid crystal are n o . Usually, in the polymer dispersed liquid crystal, the material used is set so that n p = n o . Further, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal is aligned (hereinafter referred to as an on state) and is in a transmissive state. The on-state refractive index n on
Becomes n o . Conversely, when no voltage is applied to the liquid crystal,
The liquid crystal is in a random alignment state (hereinafter referred to as an off state) and is in a scattering state. Assuming that the polymer ratio is small, the refractive index n off at this time is approximately (2n o + n e ) / 3.
Becomes LCD n o is a number material 1.52 to 1.54, also the material of the diffraction grating, i.e. the refractive index of the glass substrate n
Most of the g are 1.52 to 1.54. Both materials can be selected easily. Also, the mechanical strength of the diffraction grating is high. In the on state, n g = n o , and the diffraction grating is in a disappeared state. Therefore, the incident light on the liquid crystal panel goes straight on. Since n g ≠ n off in the off state, a refractive index difference is generated between the diffraction grating and the liquid crystal layer, and the incident light to the liquid crystal panel is diffracted and scattered by the liquid crystal layer. Therefore, the contrast is improved.

【0024】ビューファインダは、観察者の瞳の位置が
接眼リングによりほぼ固定される。接眼リングを用いな
い場合でも、表示画面が小さいため、広い視野角は要求
されない。つまり、ビューフアインダに液晶表示装置を
用いる場合、その背後に配置する光源は指向性が狭くと
もさしつかえがない。光源として蛍光灯バックライトを
用いる場合、その液晶表示装置の表示領域とほぼ同じ大
きさの領域からある方向の微小立体角内に進む光だけが
利用され、他の方向に進む光は利用されない。
In the viewfinder, the position of the observer's pupil is almost fixed by the eyepiece ring. Even when the eyepiece ring is not used, a wide viewing angle is not required because the display screen is small. In other words, when a liquid crystal display device is used as a viewfinder, the light source arranged behind it may have a narrow directivity. When a fluorescent backlight is used as a light source, only light that travels within a minute solid angle in a certain direction from a region that is approximately the same size as the display region of the liquid crystal display device is used, and light that travels in other directions is not used.

【0025】そこで、本発明では、発光体の小さな光源
を用い、その発光体から広い立体角に放射される光を集
光レンズにより平行に近い光に変換する。こうすると、
集光レンズからの出射光は指向性が狭くなり、その狭い
指向性はビューファインダの用途に十分となる。発光体
の大きさが小さければ、当然、消費電力も少ない。
Therefore, in the present invention, a light source having a small light-emitting body is used, and light emitted from the light-emitting body in a wide solid angle is converted into near-parallel light by a condenser lens. This way
The light emitted from the condenser lens has a narrow directivity, and the narrow directivity is sufficient for use in a viewfinder. If the size of the light-emitting body is small, the power consumption is naturally small.

【0026】集光レンズが無収差で、透過率が100%
の場合、集光レンズを通して見た発光体の輝度は発光体
そのものの輝度と等しい。カラーフィルタ、偏光板を含
めた液晶表示装置の最大透過率を30%、集光レンズの
透過率を90%、ビューファインダとして必要な輝度を
15[ftーL]とすると、光源に必要な輝度は約56
0[ftーL]となる。本発明では、この程度の輝度を
有し、発光領域が小さい発光素子として、後述する発光
管,LED(Light EmittingDiod
e)などを用いる。
The condenser lens has no aberration and the transmittance is 100%.
In the case of, the brightness of the light emitter viewed through the condenser lens is equal to the brightness of the light emitter itself. If the maximum transmittance of the liquid crystal display device including the color filter and the polarizing plate is 30%, the transmittance of the condenser lens is 90%, and the brightness required for the viewfinder is 15 [ft-L], the brightness required for the light source. Is about 56
It becomes 0 [ft-L]. In the present invention, as a light emitting element having such a brightness and a small light emitting region, a light emitting tube and an LED (Light Emitting Diode) described later are used.
e) etc. are used.

【0027】本発明のビューファインダは、光源として
発光領域の小さい発光素子を用い、前記発光素子から広
い立体角に放射される光を集光手段により効率よく集光
するので、蛍光灯バックライトを用いる場合に比較して
効率が高く、光源の消費電力も少ない。
In the viewfinder of the present invention, a light emitting element having a small light emitting region is used as a light source, and the light emitted from the light emitting element in a wide solid angle is efficiently condensed by the condensing means. The efficiency is higher and the power consumption of the light source is lower than when used.

【0028】高分子分散液晶を用いた液晶表示装置は、
偏光板が不要であるため、TN液晶を用いた液晶表示装
置と比較した場合に、必要な画面輝度を得るための光源
の輝度が低くなる。従って、光源の消費電力を大幅に低
減できる。
A liquid crystal display device using a polymer dispersed liquid crystal is
Since no polarizing plate is required, the brightness of the light source for obtaining the required screen brightness is lower than that of a liquid crystal display device using TN liquid crystal. Therefore, the power consumption of the light source can be significantly reduced.

【0029】[0029]

【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3)は本発明の液晶パネル
に用いる対向電極基板の平面図である。(図3)におい
て13は二次元回折格子の凸部である。また、16は、
ITOなどからなる対向電極である。対向電極16の膜
厚は500Å以上必要であるが、回折効率などに影響を
与えるため薄い方が好ましい。(図3)に示す対向電極
基板を用い、液晶パネルを構成した図を(図1)(図
2)に示す。なお、(図1)(図2)は、液晶パネルの
一画素図の断面図であり、(図1)は(図3)のAA’
線での断面図、(図2)(図3)のBB’線での断面図
である。なお、説明に不要な箇所は省略しており、図は
モデル化して描いている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a plan view of a counter electrode substrate used in the liquid crystal panel of the present invention. In FIG. 3, 13 is a convex portion of the two-dimensional diffraction grating. Also, 16 is
The counter electrode is made of ITO or the like. The film thickness of the counter electrode 16 is required to be 500 Å or more, but it is preferable that it is thin because it affects the diffraction efficiency and the like. FIGS. 1 and 2 are diagrams in which a liquid crystal panel is constructed using the counter electrode substrate shown in FIG. Note that (FIG. 1) (FIG. 2) is a cross-sectional view of one pixel of the liquid crystal panel, and (FIG. 1) is AA ′ of (FIG. 3).
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2 and FIG. 3. It should be noted that parts not necessary for the explanation are omitted, and the figures are modeled and drawn.

【0030】(図1)(図2)において11は対向電極
基、12はアレイ基板である。アレイ基板12上にはI
TOからなる画素電極15、およびソース信号線14な
どが形成され、また、画素電極15にはそれぞれの画素
電極に画像信号を印加するためのスイッチング素子(図
示せず)が形成されている。スイッチング素子としては
薄膜トランジスタ(以後、TFTと呼ぶ)、ダイオード
などが該当する。回折格子のピッチは3〜20μmであ
り、以後に説明する液晶投写型テレビ等に用いる場合は
5〜10μmの範囲がよい。また、回折格子の高さは1
〜6μmである。なお、回折格子の形状は(図1)のよ
うに矩形形状に限定するものではなく、台形形状、サイ
ンカーブ形状、三角波形状、ノコギリ波形状のいずれで
あってもよいが、形成の容易さ、回折効率の高さおよび
回折格子の凸部13の高さも最も低くてすむ矩形形状も
しくはそれに近い形状が好ましい。また、回折格子の機
械的強度も高く、良好に液晶パネルを形成できた。
In FIG. 1 and FIG. 2, 11 is a counter electrode base, and 12 is an array substrate. I on the array substrate 12
A pixel electrode 15 made of TO, a source signal line 14, etc. are formed, and a switching element (not shown) for applying an image signal to each pixel electrode is formed on the pixel electrode 15. A thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT), a diode, or the like corresponds to the switching element. The pitch of the diffraction grating is 3 to 20 μm, and the range of 5 to 10 μm is preferable when it is used in a liquid crystal projection type television described below. The height of the diffraction grating is 1
~ 6 μm. The shape of the diffraction grating is not limited to the rectangular shape as shown in (FIG. 1), and may be any of trapezoidal shape, sine curve shape, triangular wave shape, and sawtooth wave shape. It is preferable that the height of the diffraction efficiency and the height of the convex portion 13 of the diffraction grating be the lowest, or a rectangular shape. Moreover, the mechanical strength of the diffraction grating was high, and a liquid crystal panel could be formed well.

【0031】2次元回折格子の配置は(図3)に示すよ
うに正方配置がよい。(図3)に示す配置では、横方
向、縦方向および斜めの方向に対しても回折特性が非常
に良好であった。凸部13上にはITO膜が対向電極1
6の形成の際、蒸着されるが、前記ITOと対向電極1
6とは作製した凸部13が3μm程度あるため、電気的
に接続されていない。また、前記ITOは除去してもよ
い。しかし、凸部の面積が全体の1/4であるから、必
要な対向電極面積を確保でき、液晶の駆動には影響がな
い。
The arrangement of the two-dimensional diffraction grating is preferably a square arrangement as shown in (FIG. 3). In the arrangement shown in (FIG. 3), the diffraction characteristics were very good also in the horizontal direction, the vertical direction and the oblique direction. The ITO film is provided on the protrusion 13 with the counter electrode 1
When forming 6, the ITO and the counter electrode 1 are vapor-deposited.
No. 6 is not electrically connected because the produced convex portion 13 has a thickness of about 3 μm. Further, the ITO may be removed. However, since the area of the convex portion is ¼ of the entire area, the necessary counter electrode area can be secured, and there is no influence on the driving of the liquid crystal.

【0032】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 liquid crystal compound or a mixture of two or more liquid crystal compounds or a substance other than the liquid crystal compound. ..
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.

【0033】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95:5〜10:90であり、中でも50:50〜
90:10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. Further, the orientation ratio of the liquid crystal material and the resin material is 95: 5 to 10:90, of which 50:50 to
A range of 90:10 is preferred.

【0034】液晶層17の膜厚としては5μm〜20μ
mに形成され、中でも8μm〜15μmの範囲が散乱特
性および駆動する上での印加電圧の範囲が最適である。
前記膜厚は6〜8Vの印加電圧で最大透過率90%が得
られるように設定すればよい。
The thickness of the liquid crystal layer 17 is 5 μm to 20 μm.
The range of 8 μm to 15 μm is most suitable for the scattering characteristics and the range of applied voltage for driving.
The film thickness may be set so that a maximum transmittance of 90% can be obtained with an applied voltage of 6 to 8V.

【0035】回折格子の形成方法としては、ほうけい酸
ガラス、アルカリガラス、ソーダガラス基板上に金属も
しくはレジストにより凸部13のパターンを形成し、反
応性イオンエッチング、化学的エッチングなどにより形
成する。特に、反応性イオンエッチングは凸部のエッジ
がシャープに形成され良好に形成できる。ガラス基板の
屈折率ngは1.50〜1.54のものを選定し、前記
屈折率は高分子分散液晶17のポリマーの屈折率np
しくは液晶の常光屈折率noとほぼ一致させる。通常、
アクティブマトリックス型液晶パネルに用いるガラス基
板の屈折率は1.52もしくは1.53のものが多く、
この屈折率は高分子分散液晶のnoとよく一致する。回
折格子の凸部13を形成後、ITOを蒸着して対向電極
16を形成し、必要に応じて凸部13上のITOを除去
する。試作した回折格子はピッチが6μm、凸部13の
高さが約3μmの矩形状である。
As a method of forming the diffraction grating, a pattern of the convex portions 13 is formed on the borosilicate glass, alkali glass or soda glass substrate with a metal or a resist, and reactive ion etching, chemical etching or the like is performed. In particular, reactive ion etching can be favorably formed because the edge of the convex portion is sharply formed. Refractive index n g of the glass substrate is selected ones of 1.50 to 1.54, the refractive index is substantially matched to the refractive index n p or liquid crystal ordinary refractive index n o of the polymer of the polymer-dispersed liquid crystal 17. Normal,
Most glass substrates used for active matrix liquid crystal panels have a refractive index of 1.52 or 1.53,
This refractive index matches well with n o of the polymer dispersed liquid crystal. After forming the convex portion 13 of the diffraction grating, ITO is vapor-deposited to form the counter electrode 16, and the ITO on the convex portion 13 is removed as necessary. The prototyped diffraction grating has a rectangular shape with a pitch of 6 μm and the height of the convex portions 13 of about 3 μm.

【0036】前述の回折格子が形成された対向電極基板
11上にビーズを散布し、一方、アレイ基板12上に封
止樹脂(図示せず)が塗布される。その後対向電極基板
11とアレイ基板11に位置合わせされ、貼り合わされ
る。試作した液晶パネルの液晶パネルの膜厚は約12μ
mであった。液晶の注入方法としては真空注入方式と加
圧注入方式がある。真空注入方式はアレイ基板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
液晶溶液に浸す。次に真空室の真空を破ると、液晶溶液
は両基板間に注入される。一方、加圧注入方式は対向電
極基板11の周辺部に形成した0.8〜1.2mmの注
入口より加圧により液晶溶液を注入する。その後注入口
を封止し、紫外線を照射して、液晶溶液の樹脂成分をポ
リマー化し、液晶とポリマーとを相分離させる。
Beads are scattered on the counter electrode substrate 11 on which the above-mentioned diffraction grating is formed, while a sealing resin (not shown) is applied on the array substrate 12. Then, the counter electrode substrate 11 and the array substrate 11 are aligned and bonded. The film thickness of the prototype LCD panel is about 12μ
It was m. Liquid crystal injection methods include a vacuum injection method and a pressure injection method. In the vacuum injection method, after the array substrate 12 and the counter electrode substrate 11 are evacuated, the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal solution. Next, when the vacuum in the vacuum chamber is broken, the liquid crystal solution is injected between both substrates. On the other hand, in the pressure injection method, the liquid crystal solution is injected by pressure from an injection port of 0.8 to 1.2 mm formed in the peripheral portion of the counter electrode substrate 11. After that, the injection port is sealed and irradiated with ultraviolet rays to polymerize the resin component of the liquid crystal solution, and the liquid crystal and the polymer are phase-separated.

【0037】なお、高分子分散液晶パネルはTN液晶パ
ネルのように配向膜およびラビング処理が不要であり、
凸部13が形成されていても液晶層を容易に構成でき
る。
Unlike the TN liquid crystal panel, the polymer dispersed liquid crystal panel does not require an alignment film and rubbing treatment,
Even if the convex portion 13 is formed, the liquid crystal layer can be easily formed.

【0038】以下、本発明の液晶パネルの動作について
説明する。まず、対向電極16と画素電極15間に電圧
が印加されていない状態(以下、オフ状態と呼ぶ)の
時、液晶17の屈折率noffは、液晶の異常光屈折率を
e、常光屈折率をnoとし、ポリマーの比率が小さいと
すると、するとnoff=(2no+ne)/3となる。回
折格子の凸部の屈折率ngはほぼng=no=npとなるよ
うにしており、また、n e>noであるからng≠noff
なる。したがって、凸部13と液晶17層間に屈折率差
が生じないため、液晶パネルの入射光は回折される。回
折された光は液晶17層の水滴状液晶により散乱され
る。
The operation of the liquid crystal panel of the present invention will be described below.
explain. First, a voltage is applied between the counter electrode 16 and the pixel electrode 15.
Is not applied (hereinafter referred to as OFF state)
When, the refractive index n of the liquid crystal 17offIs the extraordinary refractive index of the liquid crystal
ne, The ordinary refractive index noAnd when the ratio of polymer is small
Then, then noff= (2no+ Ne) / 3. Times
Refractive index n of the convex portion of the folded gridgIs almost ng= No= NpWill be
I am also n e> NoTherefore ng≠ noffWhen
Become. Therefore, the difference in refractive index between the convex portion 13 and the liquid crystal 17 layer
Incident light on the liquid crystal panel is diffracted. Times
The broken light is scattered by the water-drop-shaped liquid crystal in the 17th layer of liquid crystal.
It

【0039】対向電極16と画素電極15間に電圧が印
加され、正の誘電率をもつ液晶が垂直に配向している場
合(以下、オン状態と呼ぶ)、液晶17の屈折率non
oつまりnon=ngとなる。したがって、液晶層は透明
になるとともに、凸部13と液晶17層間に屈折率差が
なくなる。ゆえに液晶パネルへの入射光はそのまま直進
する。また、凸部上のITOには電圧が印加されない
が、前記ITOのしめる割合は対向電極16の面積の約
1/4であり、また、液晶17の誘電率は、凸部の誘電
率よりも十分大きいため、液晶17間にはほぼ均一な電
界が印加される。 なお、凸部13の屈折率ngはnoff
と一致させてもよい。その場合は液晶パネルへの入射光
はオン状態で回折し、オフ状態で直進する。
When a voltage is applied between the counter electrode 16 and the pixel electrode 15 and liquid crystal having a positive dielectric constant is vertically aligned (hereinafter, referred to as ON state), the refractive index n on of the liquid crystal 17 is n. o That is, n on = n g . Therefore, the liquid crystal layer becomes transparent and there is no difference in the refractive index between the convex portion 13 and the liquid crystal 17 layer. Therefore, the incident light on the liquid crystal panel goes straight on. Although no voltage is applied to the ITO on the convex portion, the ratio of the ITO to the ITO is about 1/4 of the area of the counter electrode 16, and the dielectric constant of the liquid crystal 17 is higher than that of the convex portion. Since it is sufficiently large, a substantially uniform electric field is applied between the liquid crystals 17. The refractive index n g of the convex portion 13 is n off.
May be matched with. In that case, the incident light on the liquid crystal panel is diffracted in the on state and goes straight in the off state.

【0040】オン状態とオフ状態の中間での電圧印加状
態では中間的な光の散乱状態となる。以上のように印加
電圧により回折格子を生成あるいは消滅させることがで
きるため、コントラストを非常に高くすることができ
る。
When a voltage is applied between the ON state and the OFF state, an intermediate light scattering state is obtained. As described above, since the diffraction grating can be generated or eliminated by the applied voltage, the contrast can be made extremely high.

【0041】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4)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4)において、41は集光
光学系であり、内部に凹面鏡および光発生手段として2
50Wのメタルハライドランプを有している。また、凹
面鏡は有視光のみを反射させるように構成されている。
42は赤外線および紫外線を透過させ有視光のみを反射
させるUVIRカットミラーである。ただし、UVIR
カットミラー42は集光光学系41の内部に配置しても
よいことは言うまでもない。また、43aはBDM、4
3bはGDM、43cはRDMである。なお、BDM4
3aからRDM43c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RDM43c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. 4 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. 4, reference numeral 41 denotes a converging optical system, which has a concave mirror and a light generating means 2 inside.
It has a 50W metal halide lamp. Further, the concave mirror is configured to reflect only visible light.
Reference numeral 42 is a UVIR cut mirror that transmits infrared rays and ultraviolet rays and reflects only visible light. However, UVIR
It goes without saying that the cut mirror 42 may be arranged inside the condensing optical system 41. Also, 43a is BDM, 4
3b is GDM and 43c is RDM. In addition, BDM4
It is needless to say that the arrangement of 3a to RDM 43c is not limited to the order described above, and the last RDM 43c may be replaced by a total reflection mirror.

【0042】44a,44b,44c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44cは他の液晶パネルに比較して水滴
状液晶粒子径を大きく、もしくは液晶膜厚も厚めに構成
している。これは光が長波長になるほど散乱特性が低下
するためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させると
きの紫外線光の強度を制御することあるいは使用材料を
変化させることにより制御できる。液晶膜厚はビーズ径
を変化することにより調整できる。また、回折格子の高
さ・ピッチ等も赤(R)・緑(G)・青(B)用のそれ
ぞれの液晶パネルに対して変化させてもよい。その場合
はR用の液晶パネルの回折格子の高さが最も高くB用は
最も低くすると良い。45a,45b,45c,47
a,47b,47cはレンズ、46a,46bおよび4
6cは、しぼりとしてのアパーチャである。なお、4
5,46および47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45,46および47の組を
投写レンズ系と呼ぶ。また、アパーチャはレンズ45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。
44a, 44b and 44c are liquid crystal panels of the present invention. Among the liquid crystal panels, the liquid crystal panel 44c that modulates the R light has a larger droplet diameter of liquid crystal particles or a larger liquid crystal film thickness than other liquid crystal panels. This is because the longer the wavelength of light, the lower the scattering characteristics. The particle size of the water-drop liquid crystal can be controlled by controlling the intensity of ultraviolet light during polymerization or by changing the material used. The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter. Further, the height and pitch of the diffraction grating may be changed for each liquid crystal panel for red (R), green (G), and blue (B). In that case, the height of the diffraction grating of the liquid crystal panel for R is the highest and the height of the diffraction grating for B is the lowest. 45a, 45b, 45c, 47
a, 47b, 47c are lenses, 46a, 46b and 4
6c is an aperture as a diaphragm. 4
5, 46 and 47 constitute a projection optical system. A set of 45, 46 and 47 is called a projection lens system unless there is a particular problem. It is also clear that the aperture is not necessary when the F value of the lens 45 or the like is large, and it is also clear that the projection lens system can be replaced by one lens.

【0043】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。回折格子のピ
ッチが6μmの時、第1次回折光は約6度となる。した
がって、投写レンズ系では6度以上の光をできるかぎり
集光しないように構成すればコントラストは高くなる。
The projection lens system plays a role of transmitting parallel light rays transmitted through each liquid crystal panel and blocking 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. When the pitch of the diffraction grating is 6 μm, the first-order diffracted light is about 6 degrees. Therefore, if the projection lens system is configured so as not to collect light of 6 degrees or more as much as possible, the contrast becomes high.

【0044】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度以内が最適で
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200[ft]以上であ
り、CRT投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝
度を得ることができた。
The thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel of the present invention is 1
When it is from 0 to 15 μm, the optimal condensing angle of the lens is within 6 degrees, and at that time, the contrast is 100: 1 at the center of the screen.
When projected on a 40-inch screen with a rear system television, the screen gain was 200 [ft] or more, and a screen brightness equal to or higher than that of the CRT projection television could be obtained.

【0045】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41から
白色光が照射され、前記白色光のB光成分はBDM43
aにより反射される。前記B光は高分子分散液晶パネル
44aに入射する。前記高分子分散液晶パネルは(図1
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 41, and the B light component of the white light is BDM 43.
It is reflected by a. The B light is incident on the polymer dispersed liquid crystal panel 44a. The polymer dispersed liquid crystal panel (see FIG.
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b)), the scattering and transmission state of the incident light is controlled by the signal applied to the pixel electrode to modulate the light.

【0046】散乱した光はアパーチャ46aで遮光さ
れ、逆に、所定角度内の光はアパーチャ46aを通過す
る。変調された光は投写レンズ47a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44bはG光成分の光を変調し、ま
た、高分子分散液晶パネル44c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 46a, and conversely, the light within a predetermined angle passes through the aperture 46a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 47a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen. Similarly, the polymer dispersed liquid crystal panel 44b modulates the G light component light, and the polymer dispersed liquid crystal panel 44c modulates the R light component light so that a color image is displayed on the screen.

【0047】また、(図4)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(図6)に示すよ
うに平行光を遮光体62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。このことは(図5)の構成の液晶投写
型テレビでも同様である。
The projection lens system in FIG. 4 is not limited to this. For example, as shown in (FIG. 6), the parallel light is blocked by the light shield 62 and the scattered light is projected on the screen. It goes without saying that a mold type optical system may be used. This also applies to the liquid crystal projection type television having the configuration shown in FIG.

【0048】また、(図4)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. 4), 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.

【0049】さらに、本発明の液晶投写型テレビの実施
例においてはリア型液晶投写型テレビのように表現した
が、これに限定するものではなく反射型スクリーンに画
像を投映するフロント型液晶投写型テレビでもよいこと
は言うまでもない。さらに、本実施例の液晶投写型テレ
ビにおいては、ダイクロイックミラーにより色分離を行
なうとしたがこれに限定するものではなく、たとえば吸
収型色フィルタを用いて、色分離を行なってもよい。
Further, the embodiment of the liquid crystal projection type television of the present invention is described as a rear type liquid crystal projection type television, but the present invention is not limited to this, and a front type liquid crystal projection type for projecting an image on a reflection type screen. It goes without saying that you can use TV. Further, in the liquid crystal projection television of the present embodiment, the color separation is performed by the dichroic mirror, but the present invention is not limited to this. For example, an absorption type color filter may be used to perform the color separation.

【0050】また、本実施例の液晶投写型テレビにおい
ては、R,GおよびB光の変調系において投写レンズ系
をそれぞれ1つずつ設けているが、これに限定するもの
ではなく、たとえばミラーなどを用いて液晶パネルによ
り変調された表示画像を1つにまとめてから1つの投写
レンズ系に入射させて投映する構成であってもよいこと
は言うまでもない。さらに、R・G・B光それぞれを変
調する液晶パネルを設けることに限定するものでもな
い。例えば、一枚の液晶パネルにモザイク状のカラーフ
ィルタを取付け、前記パネルの画像を投映するテレビで
もよい。
In the liquid crystal projection television of this embodiment, one projection lens system is provided for each of the R, G, and B light modulation systems, but the invention is not limited to this, and, for example, a mirror or the like. It goes without saying that a configuration may be adopted in which the display images modulated by the liquid crystal panel are combined into one by using, and are made incident on one projection lens system and projected. Further, it is not limited to providing a liquid crystal panel that modulates each of R, G and B lights. For example, a television that projects a picture of the panel by attaching a mosaic color filter to one liquid crystal panel may be used.

【0051】さらに、本発明の液晶パネルは透過型液晶
パネルのように説明したが、これに限定するものではな
く、反射型に形成してもよい。その場合は、画素電極を
金属物質で反射電極にすればよい。その構成図を(図
5)に示す。
Further, although the liquid crystal panel of the present invention has been described as a transmissive liquid crystal panel, it is not limited to this, and it may be formed as a reflective type. In that case, the pixel electrode may be a reflective electrode made of a metal material. The block diagram is shown in FIG.

【0052】さらに、(図4)および(図5)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74でミラー72に集束される。集光され
た光はミラー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76に入射す
る。回折格子が完全に生成されている画素に入射した光
は回折され、シュリーレンレンズ75により拡大されて
スクリーン71に投映される。回折格子が完全に消滅し
た画素に入射した光はそのまま反射し、72のミラー兼
シュリーレンストップで遮光される。前述の回折格子生
成と消滅の中間的状態の時は回折状態に応じた光がスク
リーン71に投映される。なお、前述の液晶投写型テレ
ビにおいて回折された光をシュリーレンレンズ75でス
クリーンに投映するとしたが、これに限定するものでは
なく、回折された光をシュリーレンストップで遮光され
るシュリーレン光学系に構成してもよいことは言うまで
もない。
Furthermore, the Schlieren optical system may be used without being limited to the optical system shown in (FIG. 4) and (FIG. 5). 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 focused on the mirror 72 by the condenser lens 74. The condensed light is reflected by the mirror 72, and the schlieren lens 75
Then, it becomes parallel rays and enters the liquid crystal panel 76 of the present invention. The light incident on the pixel for which the diffraction grating is completely generated is diffracted, enlarged by the schlieren lens 75, and projected on the screen 71. The light incident on the pixel in which the diffraction grating has completely disappeared is reflected as it is, and is shielded by the mirror / Schlieren stop 72. In the intermediate state between the generation and disappearance of the diffraction grating, the light according to the diffraction state is projected on the screen 71. Although the light diffracted in the liquid crystal projection type television described above is projected on the screen by the schlieren lens 75, the invention is not limited to this, and the schlieren optical system in which the diffracted light is shielded by the schlieren stop is configured. It goes without saying that it is okay.

【0053】以下、本発明のビューファインダの実施例
について、図面を参照しながら説明する。(図8)は本
発明のビューファインダの外観図である。(図8)にお
いて81はボデー、82は接眼ゴム、83はビデオカメ
ラへの取付金具である。(図9)は本発明のビューファ
インダの第1の実施例の断面構成を示したもので、91
は発光素子、93は集光レンズ、94は本発明の液晶パ
ネル、132は接眼リング、131,133は拡大レン
ズである。
Embodiments of the viewfinder of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is an external view of the viewfinder of the present invention. In FIG. 8, 81 is a body, 82 is an eyepiece rubber, and 83 is a metal fitting for a video camera. FIG. 9 shows a sectional structure of the first embodiment of the viewfinder of the present invention.
Is a light emitting element, 93 is a condenser lens, 94 is the liquid crystal panel of the present invention, 132 is an eyepiece ring, and 131 and 133 are magnifying lenses.

【0054】本実施例においては一例として、液晶パネ
ル94の表示領域の対角長は28mm、集光レンズ93
は有効直径が30mm、焦点距離が95mmで構成して
いる。集光レンズ93の焦点の近傍に発光素子91が配
置されている。集光レンズ93は平凸レンズであり、平
面を発光素子91側に向けている。ボデー92の端部に
接眼リング132が装着され、ボデー92と接眼リング
132には、それぞれ拡大レンズ131,133が装着
されている。なお、接眼レンズおよび集光レンズはフレ
ネルレンズ等におきかえも可能である。以上のことは以
下の実施例に対しても同様である。
In this embodiment, as an example, the diagonal length of the display area of the liquid crystal panel 94 is 28 mm, and the condenser lens 93 is used.
Has an effective diameter of 30 mm and a focal length of 95 mm. The light emitting element 91 is arranged near the focal point of the condenser lens 93. The condenser lens 93 is a plano-convex lens and has a flat surface facing the light emitting element 91 side. An eyepiece ring 132 is attached to an end portion of the body 92, and magnifying lenses 131 and 133 are attached to the body 92 and the eyepiece ring 132, respectively. The eyepiece lens and the condenser lens can be replaced with a Fresnel lens or the like. The above also applies to the following embodiments.

【0055】発光素子91から広い立体角に放射された
光は、集光レンズ93により平行に近く、指向性の狭い
光に変換され、液晶パネル94に対向電極(図示せず)
側から入射する。液晶パネル94は、映像信号に応じて
光の透過量もしくは散乱度合が変化して画像を形成す
る。観察者は、接眼リング132に眼を密着させて、液
晶パネル94の表示画像を見ることになる。つまり、観
察者の瞳の位置はほぼ固定されている。集光レンズ93
は、液晶パネル94の全画素が光を直進させる場合に、
発光素子91から出て、集光レンズ93の有効領域に入
射する光が拡大レンズ133,131を透過した後にす
べて観察者の瞳に入射するようにしている。2つのレン
ズ133,131を組合せると拡大レンズとして機能す
るので、観察者は液晶パネル94の小さな表示画像を拡
大して見ることができる。
The light emitted from the light emitting element 91 in a wide solid angle is converted into light having a narrow directivity by the condenser lens 93, and is converted into light having a narrow directivity.
Incident from the side. The liquid crystal panel 94 changes the amount of light transmission or the degree of scattering of light according to a video signal to form an image. The observer brings the eye into close contact with the eyepiece ring 132 to see the display image on the liquid crystal panel 94. That is, the position of the observer's pupil is almost fixed. Condenser lens 93
When all the pixels of the liquid crystal panel 94 let light go straight,
Light emitted from the light emitting element 91 and incident on the effective area of the condenser lens 93 passes through the magnifying lenses 133 and 131, and then all enters the observer's pupil. The combination of the two lenses 133 and 131 functions as a magnifying lens, so that an observer can magnify and see a small display image on the liquid crystal panel 94.

【0056】発光素子としては陰極線管,蛍光灯等の発
光原理を用いた発光管,蛍光表示管,キセノンランプ、
ハロゲンランプ、タングステンランプ、メタルハライド
ランプ、LED、EL(Electro Lumine
scence)などの電子の動作により発光する素子,
PDP(Plasma Display Panel)
などの放電により発光するもの等の自己発光を行なうも
のが例示される。中でも低消費電力・小型・色温度等の
点から、発光管、LEDが最適である。以下、本発明の
ビューファインダの発光素子91について述べる。
As the light emitting element, a cathode ray tube, an arc tube using a light emitting principle such as a fluorescent lamp, a fluorescent display tube, a xenon lamp,
Halogen lamp, tungsten lamp, metal halide lamp, LED, EL (Electro Lumine)
element that emits light by the action of electrons such as
PDP (Plasma Display Panel)
Illustrative examples include those that self-luminece such as those that emit light upon discharge. Above all, arc tubes and LEDs are most suitable in terms of low power consumption, small size, and color temperature. The light emitting device 91 of the viewfinder of the present invention will be described below.

【0057】発光管は外観としては豆電球状の形状であ
る。101はガラスからなるケースであり直径は5mm
〜30mmである。102はフィラメントであり、4V
〜10V程度の電圧を印加しフィラメント102を加熱
する。103はアノードであり印加電圧は0〜25V程
度である。前記アノード電圧により、フィラメント10
2の加熱により放出された電子は加速される。ケース1
01内には水銀分子(図示せず)が封入されており、前
記加速された電子は水銀分子と衝突することにより紫外
線を放出する。この紫外線が蛍光体105を励起し可視
光が発生する。104は金属等からなる反射膜である。
反射膜104は反射させ、光の前方発散率を向上させる
機能を有する。
The external appearance of the arc tube is a miniature bulb shape. 101 is a case made of glass and has a diameter of 5 mm.
~ 30 mm. 102 is a filament, 4V
A voltage of about 10 V is applied to heat the filament 102. 103 is an anode, and the applied voltage is about 0 to 25V. According to the anode voltage, the filament 10
The electrons emitted by the heating of 2 are accelerated. Case 1
01 contains mercury molecules (not shown), and the accelerated electrons emit ultraviolet rays by colliding with the mercury molecules. This ultraviolet ray excites the phosphor 105 to generate visible light. Reference numeral 104 is a reflective film made of metal or the like.
The reflection film 104 has a function of reflecting and improving the forward divergence rate of light.

【0058】発光素子91としてLEDを用いる場合の
構成を(図11)に示す。111は樹脂レンズ、112
は発光体、113は端子である。発光体は赤、緑、青色
の発光チップで構成され、各色の発光チップの各一本ず
つの端子と共通端子の計4本の端子を有している。3つ
の発光チップは、透明樹脂でモールドされている。
A structure in which an LED is used as the light emitting element 91 is shown in FIG. 111 is a resin lens, 112
Is a light emitter and 113 is a terminal. The light-emitting body is composed of red, green, and blue light-emitting chips, and has four terminals, one terminal for each light-emitting chip of each color and a common terminal. The three light emitting chips are molded with transparent resin.

【0059】液晶パネル94の表示画像の諧調性を良好
にするには、赤、緑、青の各画素の透過率がほぼ等しく
なるようにするのが望ましい。そうすると、LEDの発
光色が所定の色度の白で発光する必要がある。LED
は、赤、緑、青の各発光チップに印加する電圧または電
流の制御により、発光対の発光色を調整することがで
き、液晶パネル94の表示画像の色度調整を行なうこと
ができる。この色度調整は、蛍光灯バックライトを用い
る場合に比べて、非常に容易である。
In order to improve the gradation of the display image on the liquid crystal panel 94, it is desirable that the transmittances of the red, green and blue pixels be substantially equal. Then, the emission color of the LED needs to emit white light with a predetermined chromaticity. LED
By controlling the voltage or current applied to each of the red, green, and blue light emitting chips, the emission color of the light emitting pair can be adjusted, and the chromaticity of the image displayed on the liquid crystal panel 94 can be adjusted. This chromaticity adjustment is extremely easy as compared with the case where a fluorescent light backlight is used.

【0060】LEDのモールド樹脂の表面をレンズとし
て利用することができる。特に(図12)に示すよう
に、モールド樹脂の表面を球面とし、発光体から出る光
がアプラナティックの条件を満足するようにすれば、表
示は、モールド樹脂のレンズ面の曲率半径をr、屈折率
をnとして、レンズ面の頂点126からS=(1+1/
n)・rだけ離れた位置に発光体123を配置するとよ
い。このとき、レンズ面による発光体123の像はレン
ズ面の頂点126からS’=(1+n)・rだけ離れた
位置124にできる。発光体123の大きさは集光レン
ズの直径に比べて十分小さいので、点とみなすことがで
きる。
The surface of the LED molding resin can be used as a lens. In particular, as shown in (FIG. 12), if the surface of the mold resin is spherical and the light emitted from the light emitter satisfies the aplanatic condition, the display shows the radius of curvature of the lens surface of the mold resin as r , And the refractive index is n, from the vertex 126 of the lens surface to S = (1 + 1 /
It is preferable to dispose the light-emitting body 123 at a position separated by n) · r. At this time, the image of the light-emitting body 123 on the lens surface can be formed at a position 124 separated by S ′ = (1 + n) · r from the vertex 126 of the lens surface. Since the size of the light-emitting body 123 is sufficiently smaller than the diameter of the condenser lens, it can be regarded as a point.

【0061】液晶パネル94にはモザイク状のカラーフ
ィルタ(図示せず)が取り付けられている。各カラーフ
ィルタは赤、緑、青のいずれかの色を透過させる。カラ
ーフィルタの構成物により各色の膜厚を制御してもよ
い。カラーフィルタの膜厚はカラーフィルタの作製時に
調整して形成する。つまりカラーフィルタの膜厚を赤、
緑、青で変化させる。カラーフィルタの膜厚により各画
素上の液晶の膜厚はそれぞれのカラーフィルタ色に応じ
て調整することができる。液晶パネル94は、長波長の
光(赤)に対する散乱特性が悪い。そこで、赤の画素の
液晶層厚を他の青、緑の画素よりも液晶層厚を厚くすれ
ば、散乱性能を向上させることができ、赤、緑、青の諧
調性を揃えることができる。
A mosaic color filter (not shown) is attached to the liquid crystal panel 94. Each color filter transmits any color of red, green, and blue. The film thickness of each color may be controlled by the composition of the color filter. The film thickness of the color filter is adjusted and formed when the color filter is manufactured. That is, the thickness of the color filter is red,
Change with green and blue. The film thickness of the liquid crystal on each pixel can be adjusted according to the color of each color filter by the film thickness of the color filter. The liquid crystal panel 94 has poor scattering characteristics for long-wavelength light (red). Therefore, if the liquid crystal layer thickness of the red pixel is made thicker than that of the other blue and green pixels, the scattering performance can be improved and the red, green and blue gradations can be made uniform.

【0062】集光レンズ93は平面、つまり曲率半径の
大きい面を発光体側に向けているが、これは、正弦条件
を満足しやすくして、液晶パネル94の表示画像の輝度
均一性を良好にするためである。接眼リング132のボ
デー92への挿入度合を調整することにより、使用者の
視力に合わせてピント調整を行なうことができる。な
お、2つの正レンズ131,133を1枚のレンズで構
成することもできる。また、使用者の視点位置が多少ず
れても表示画像を良好に見ることが出来る。接眼リング
132に対する観察者の眼の位置が固定されるので、観
察者が良好な画像を見ることができるように、発光素子
11を所定の位置に配置する必要がある。そのため、発
光素子91は、図示していないが、前後あるいは左右に
多少移動できるように位置調整機構が付加されている。
なお、(図13)に示した2つの正レンズ131,13
3をはずして、(図9)に示した構成で用いることもで
きる。
The condenser lens 93 has a flat surface, that is, a surface having a large radius of curvature, facing the light emitter side. This makes it easy to satisfy the sine condition and improves the brightness uniformity of the display image on the liquid crystal panel 94. This is because By adjusting the degree of insertion of the eyepiece ring 132 into the body 92, the focus can be adjusted according to the visual acuity of the user. It should be noted that the two positive lenses 131 and 133 may be configured by one lens. Further, even if the viewpoint position of the user is slightly shifted, the display image can be viewed well. Since the position of the observer's eyes with respect to the eyepiece ring 132 is fixed, it is necessary to arrange the light emitting element 11 at a predetermined position so that the observer can see a good image. Therefore, although not shown, the light emitting element 91 is provided with a position adjusting mechanism so that the light emitting element 91 can be moved back and forth or left and right to some extent.
The two positive lenses 131 and 13 shown in (FIG. 13) are
It is also possible to remove 3 and use the configuration shown in FIG.

【0063】発光素子91の近傍に、絞り141を配置
し、(図14)に示すような構成にしてもよい。こうす
ると、発光素子91の発光部の大きさを小さくすること
ができ、不要光を低減できると同時に液晶パネル94の
表示画像のコントラストを向上させることができる。絞
り141をカメラに用いられているような可変絞りと
し、絞り141の穴径をボデー81の外部に取り出され
たレバー(図示せず)を回転させることにより変化させ
るようにするとよい。ただし、絞り141の中心が集光
レンズ13の中心軸を通るように配置する必要がある。
A diaphragm 141 may be arranged in the vicinity of the light emitting element 91 to have a structure as shown in FIG. This makes it possible to reduce the size of the light emitting portion of the light emitting element 91, reduce unnecessary light, and at the same time improve the contrast of the display image on the liquid crystal panel 94. The diaphragm 141 may be a variable diaphragm used in a camera, and the hole diameter of the diaphragm 141 may be changed by rotating a lever (not shown) taken out of the body 81. However, it is necessary to arrange so that the center of the diaphragm 141 passes through the central axis of the condenser lens 13.

【0064】以上のような構成にすれば、発光素子91
の小さな発光体から広い立体角に放射される光を、集光
レンズ93により効率良く集光するので、蛍光灯バック
ライトを用いる場合に比較して、光源の消費電力を大幅
に低減することができる。
With the above configuration, the light emitting element 91
Since the light emitted from a small illuminant with a wide solid angle is efficiently condensed by the condenser lens 93, the power consumption of the light source can be significantly reduced as compared with the case where a fluorescent light backlight is used. it can.

【0065】[0065]

【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、液晶パネル内に回折格子を形成しているた
め、その液晶層での散乱効果と回折効果により、液晶の
オフ状態での光の直進透過量を大幅に小さくすることが
できる。逆に液晶がオン状態では回折格子は消滅するの
で、入射光はそのまま直進する。従って、コントラスト
は100以上を達成でき、階調表示特性が非常に良好な
高品位画像表示を実現できる。また、回折格子は対向電
極基板を加工して形成するため、機械的強度も強く、形
成も容易である。
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, since the diffraction grating is formed in the liquid crystal panel, the amount of straight transmission of light in the off state of the liquid crystal can be significantly reduced due to the scattering effect and the diffraction effect in the liquid crystal layer. On the contrary, when the liquid crystal is on, the diffraction grating disappears, so that the incident light goes straight on. Therefore, a contrast of 100 or more can be achieved, and high-quality image display with very good gradation display characteristics can be realized. Further, since the diffraction grating is formed by processing the counter electrode substrate, it has high mechanical strength and is easy to form.

【0066】本発明の液晶投写型テレビでは、本発明の
液晶パネルを用いているために、画質の高輝度化および
高コントラスト表示を実現できる。さらに、本発明の液
晶投写型テレビではR・G・Bの波長それぞれに対応し
て、水滴状液晶の平均粒径または孔子径を変化させるこ
と、または、回折格子の高さ等を変化させることによ
り、それぞれの波長でのコントラストを大幅に改善して
おり、高品位映像表示を実現できる。
In the liquid crystal projection television of the present invention, since the liquid crystal panel of the present invention is used, it is possible to realize high brightness image quality and high contrast display. Further, in the liquid crystal projection television of the present invention, the average particle diameter or the pore diameter of the water droplet liquid crystal is changed or the height of the diffraction grating is changed in accordance with the R, G, and B wavelengths. As a result, the contrast at each wavelength is significantly improved, and high quality image display can be realized.

【0067】また、本発明のビューファインダは、発光
素子の小さな発光体から広い立体角に放射される光を集
光レンズで平行に近く指向性の狭い光に変換し、本発明
の液晶パネルで変調して画像を表示するので、消費電力
が少なく、輝度むらも少なく、しかも、発光素子の駆動
回路は単純な構成となるため、コンパクト軽量なビュー
ファインダを提供できる。
In the viewfinder of the present invention, the light emitted from the small light-emitting body of the light-emitting element in a wide solid angle is converted into parallel light having a narrow directivity by the condenser lens, and the viewfinder of the liquid crystal panel of the present invention is used. Since the image is modulated and displayed, power consumption is low, unevenness in luminance is small, and the drive circuit of the light emitting element has a simple structure, so that a compact and lightweight viewfinder can be provided.

【0068】また、ビューファインダ用発光素子は、内
部に赤、緑、青の発光部を具備するため、カラー表示の
ビューファインダを提供することができ、また、発光素
子としてLEDを用いる場合では赤、緑、青の各発光体
への印加電圧で、容易に発光色の白バランスを調整する
ことができる。
Further, since the light emitting element for the viewfinder has the red, green and blue light emitting portions inside, it is possible to provide a viewfinder for color display, and when an LED is used as the light emitting element, the red light is used. The white balance of the emission color can be easily adjusted by the applied voltage to each of the green, green, and blue light emitters.

【0069】また、本発明のビューファインダは消費電
力が少ないので、ビデオカメラに装着して用いることに
より、連続使用時間を大幅に長くできる。
Further, since the viewfinder of the present invention consumes less power, the continuous use time can be remarkably lengthened by mounting the viewfinder on the video camera.

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

【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断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の液晶パネルの対向電極基板の平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view of a counter electrode substrate of the liquid crystal panel of the present invention.

【図4】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の液晶投写型テレビの一構成要素の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of one component of the liquid crystal projection television of the present invention.

【図7】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a liquid crystal projection television according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明のビューファインダの外観図である。FIG. 8 is an external view of the viewfinder of the present invention.

【図9】本発明の実施例におけるビューファインダの断
面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a viewfinder according to an embodiment of the present invention.

【図10】ビューファインダの発光素子の説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a light emitting element of a viewfinder.

【図11】ビューファインダの発光素子の説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a light emitting element of a viewfinder.

【図12】ビューファインダの発光素子の説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a light emitting element of a viewfinder.

【図13】本発明のビューファインダの断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the viewfinder of the present invention.

【図14】本発明のビューファインダの断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the viewfinder of the present invention.

【図15】液晶パネルの等価回路図である。FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.

【図16】従来の液晶パネルの断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal panel.

【図17】従来の液晶投写型テレビの構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal projection television.

【図18】高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,161,181 対向電極基板 12,162,181 アレイ基板 13 凸部 15,182 画素電極 16,183 対向電極 17 高分子分散液晶 44a,44b,44c 高分子分散液晶パネル 46a,46b,46c アバーチャ 51 スクリーン 73 投写光源 74 コンデンサレンズ 75 シュリーレンレンズ 91 発光素子 93 集光レンズ 94 液晶パネル 104 反射膜 105 蛍光体 111 樹脂レンズ 112 発光素子 131,133 拡大レンズ 132 接眼レンズ 141 絞り 163 TN液晶 167 ブラックマトリックス 168a,168b 配向膜 174a,174b,174c,176a,176b,
176c 偏光板 175a,175b,175c TN液晶パネル 184 水滴状液晶 185 ポリマー
11, 161, 181 Counter electrode substrate 12, 162, 181 Array substrate 13 Convex portion 15, 182 Pixel electrode 16, 183 Counter electrode 17 Polymer dispersed liquid crystal 44a, 44b, 44c Polymer dispersed liquid crystal panel 46a, 46b, 46c Averter 51 Screen 73 Projection light source 74 Condenser lens 75 Schlieren lens 91 Light emitting element 93 Condensing lens 94 Liquid crystal panel 104 Reflective film 105 Fluorescent substance 111 Resin lens 112 Light emitting element 131, 133 Magnifying lens 132 Eyepiece 141 Aperture 163 TN liquid crystal 167 Black matrix 168a, 168b Alignment film 174a, 174b, 174c, 176a, 176b,
176c Polarizing plate 175a, 175b, 175c TN liquid crystal panel 184 Water droplet liquid crystal 185 Polymer

───────────────────────────────────────────────────── 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 G02F 1/1335 7724−2K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location G02F 1/1335 7724-2K

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素電極を有する画素電極基板と、前記
画素電極と対向する電極を有する対向電極基板間に高分
子分散液晶が狭持され、かつ対向電極基板上で高分子分
散液晶と相対する面に二次元回折格子が形成されている
ことを特徴とする液晶パネル。
1. A polymer dispersed liquid crystal is sandwiched between a pixel electrode substrate having a pixel electrode and a counter electrode substrate having an electrode facing the pixel electrode and facing the polymer dispersed liquid crystal on the counter electrode substrate. A liquid crystal panel having a two-dimensional diffraction grating formed on its surface.
【請求項2】 回折格子の凹部に対向電極が形成されて
いることを特徴とする請求高1記載の液晶パネル。
2. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein a counter electrode is formed in the concave portion of the diffraction grating.
【請求項3】 回折格子の凸部が対向電極基板材料で形
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 convex portion of the diffraction grating is formed of a counter electrode substrate material.
【請求項4】 回折格子の凸部の屈折率が高分子分散液
晶の樹脂材料の屈折率もしくは散乱状態での高分子分散
液晶の屈折率と略一致していることを特徴とする請求項
1記載の液晶パネル。
4. The refractive index of the convex portion of the diffraction grating is substantially equal to the refractive index of the resin material of the polymer dispersed liquid crystal or the refractive index of the polymer dispersed liquid crystal in the scattered state. The described liquid crystal panel.
【請求項5】 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
徴とする液晶表示装置。
5. 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 light modulated by the liquid crystal panel. A liquid crystal display device comprising a second optical element component for projecting.
【請求項6】 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5記載の液晶表示装置。
6. 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 display device according to claim 5, wherein the liquid crystal display device is arranged for at least one of the lights.
【請求項7】 色フィルタはダイクロミックミラーであ
ることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the color filter is a dichroic mirror.
【請求項8】 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映されることを特徴とする請
求項6記載の液晶表示装置。
8. 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.
7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the images are projected on the same position on the screen.
【請求項9】 発光素子と、前記発光素子から放射され
る光を略平行光に変換する集光手段と、前記集光手段か
らの出射光を変調する請求項1記載の液晶パネルとを具
備する液晶表示装置。
9. The liquid crystal panel according to claim 1, comprising a light emitting element, a condensing means for converting light emitted from the light emitting element into substantially parallel light, and light emitted from the condensing means. Liquid crystal display device.
【請求項10】 発光素子と、前記発光素子から放射さ
れる光を略平行光に変換する集光手段と、前記発光素子
の近傍に配置され前記発光素子からの放射光を制御する
絞り手段と、前記集光手段からの出射光を変調する請求
項1記載の液晶パネルとを具備する液晶表示装置。
10. A light emitting element, a condensing means for converting light emitted from the light emitting element into substantially parallel light, and a diaphragm means arranged in the vicinity of the light emitting element for controlling light emitted from the light emitting element. 2. A liquid crystal display device comprising: the liquid crystal panel according to claim 1, which modulates the light emitted from the light condensing unit.
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Cited By (5)

* 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
US7292391B2 (en) 2003-12-15 2007-11-06 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing a lens substrate with straight light control portions, a lens substrate with straight light control portions, a transmission screen and a rear projection
US8081273B2 (en) 2006-10-26 2011-12-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display
CN102362215A (en) * 2009-03-30 2012-02-22 夏普株式会社 Display panel and display device
WO2021149389A1 (en) * 2020-01-20 2021-07-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Light emitting device

Cited By (6)

* 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
US7292391B2 (en) 2003-12-15 2007-11-06 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing a lens substrate with straight light control portions, a lens substrate with straight light control portions, a transmission screen and a rear projection
US8081273B2 (en) 2006-10-26 2011-12-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display
CN102362215A (en) * 2009-03-30 2012-02-22 夏普株式会社 Display panel and display device
JPWO2010116559A1 (en) * 2009-03-30 2012-10-18 シャープ株式会社 Display panel and display device
WO2021149389A1 (en) * 2020-01-20 2021-07-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Light emitting device

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