JPH06102501A

JPH06102501A - 電極基板と液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ

Info

Publication number: JPH06102501A
Application number: JP4249070A
Authority: JP
Inventors: Shinya Mito; 真也三戸; Hiroshi Takahara; 博司高原; Hideki Omae; 秀樹大前
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】光輝度、高コントラスト表示の液晶パネルお
よびそれを用いた液晶投写型テレビを提供する。【構成】対向電極１４ｂの前後に第１の薄膜層１４ａ
と第２の薄膜層１４ｃを形成する。薄膜１４ａおよび薄
膜層１４ｃは屈折率が１．３以上１．７以下の低屈折率
膜と屈折率が１．７以上２．３以下の高屈折率膜の交互
多層構成であり、薄膜１４ｂはＩＴＯ膜で光学的膜厚は
λ／２（λは光の設計主波長）ある。液晶１５は高分子
分散液晶である。対向基板１１の片面には空気と基板と
の反射を防止する反射防止膜１３を形成する。各画素は
反射電極３２を有し、ＴＦＴへの信号により反射電極３
２上の液晶を配向させる。入射光は反射防止膜１３側よ
り入射し、液晶層１５を通り反射電極３２で反射されて
出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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写する液
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前記液晶パネルに用いる電極基板
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは軽量、薄型など数多くの特
徴を有するため、研究開発が盛んである。しかし、大画
面化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小
型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大
投映し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがに
わかに注目をあつめてきている。現在、商品化されてい
る液晶投写型テレビは液晶の旋光特性を利用したツイス
トネマティック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用い
られている。液晶投写型テレビおよび前記テレビに用い
る液晶パネルの一例として「フラットカラーディスプレ
イ’９１Ｐ１９４〜Ｐ２０５日経ＢＰ社出版」があ
る。

【０００３】以下、従来の液晶パネルについて説明す
る。ただし、説明に不要な箇所は省略しており、また、
図面を見易くするためにモデル的に描いている。以上の
ことは以後の図面に対しても同様である。

【０００４】（図１１）はアクティブマトリックス型液
晶パネルの等価回路図である。一つの画素には画素に印
加する信号を制御するスイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタ（以降、ＴＦＴと呼ぶ）が形成されている。
前記ＴＦＴはゲート信号線Ｇ ₁〜Ｇｍに印加する信号に
よりオンオフの動作を行ない、オン状態の時、ソース信
号線Ｓ₁〜Ｓｎに印加されている信号が各画素に印加さ
れる。また、各画素は対向電極と画素電極間で形成され
るコンデンサとみなせる液晶８５と補助容量８４を有し
ている。なお、８１はゲート信号線にオンオフの電圧を
印加するゲートドライブＩＣであり、８２は映像信号を
ソース信号線に印加するソースドライブＩＣである。

【０００５】（図１２）は従来の液晶パネルの断面図で
ある。アレイ基板９２と対向電極基板９１は４〜６μｍ
の間隔で保持され、前記基板間にＴＮ液晶９６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。９８はクロムなどで形成されたブラッ
クマトリックス（以降、ＢＭと呼ぶ）、９３はＩＴＯな
どの透明物質で形成された対向電極、９５は画素電極、
９４は薄膜トランジスタ（以後、ＴＦＴと呼ぶ）、９７
ａ、９７ｂは配向膜である。

【０００６】以下、従来の液晶パネルの製造方法につい
て簡単に説明しておく。まず、アレイ基板９２と対向電
極基板９１にはそれぞれ配向膜９７ａ、９７ｂが塗布さ
れ、ラビング工程により配向処理される。その後、アレ
イ基板９２の周辺部にＴＮ液晶９６の注入口を残して封
止樹脂が（図示せず）塗布される。また、対向電極基板
９１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９１とアレイ基板９２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９２と対向電極基板９１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。

【０００７】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１３）は従来の液晶投
写型テレビの構成図である。（図１３）において、１０
１は集光光学系、１０２は赤外線および紫外線を透過さ
せるＵＶＩＲカットミラー、１０３ａは青色光反射ダイ
クロイックミラー（以後、ＢＤＭと呼ぶ）、１０３ｂは
緑色光反射ダイクロイックミラー（以後、ＧＤＭと呼
ぶ）、１０３ｃは赤色光反射ダイクロイックミラー（以
後、ＲＤＭと呼ぶ）、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃは偏光板、１０５ａ，１
０５ｂ，１０５ｃは透過型のＴＮ液晶パネル、１０７
ａ，１０７ｂ，１０７ｃは投写レンズ系である。

【０００８】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて（図１３）を参照しながら説明する。まず、集光光
学系１０１から出射された白色光はＢＤＭ１０３ａ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１０４ａに入射される。ＢＤＭ１０３ａを透過し
た光はＧＤＭ１０３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼
ぶ）が反射され偏光板１０４ｂに、また、ＲＤＭ１０４
ｃにより赤色光（以後、Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板
１０４ｃに入射される。偏光板１０４では各色光の縦波
成分または横波成分の一方の光のみを透過させ、光の偏
光方向をそろえて各液晶パネル１０５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
は入射光の半分以下となってしまう。

【０００９】各液晶パネルは映像信号により前記入射光
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１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃを透過し、各投写レン
ズ系１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ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。

【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は、偏光板を用
いて入射光を直線偏光にする必要がある。また、液晶パ
ネルの出射側にも液晶パネルで変調された光を検出する
ため、偏光板を配置する必要がある。つまり、ＴＮ液晶
パネルの前後には光を直線偏光にするための偏光板（以
後、偏光子と呼ぶ）と変調された光を検出するための偏
光板（以後、検光子と呼ぶ）の２枚の偏光板を配置する
必要がある。液晶パネルの画素開口率を１００％とし、
偏光子に入射する光量を１とすると偏光子より出射する
光量は４０％、液晶パネルの透過率は８０％、検光子の
透過率は８０％となるから、全体としての透過率は０．
４×０．８×０．８＝約２５％となり、２５％の光しか
有効に利用できない。したがってＴＮ液晶パネルでは低
輝度画像表示しか実現できない。

【００１１】偏光板等で損失した光はほとんどが偏光板
に吸収されて熱に変換される。熱は偏光板自身および輻
射熱等により液晶パネルを加熱する。液晶投写型テレビ
の場合、偏光板に入射する光量は数万ルクス以上とな
る。したがって、液晶投写型テレビにＴＮ液晶パネルを
用いた場合、偏光板およびパネル等は高温状態となり、
短期間で著しい性能劣化をひきおこす。

【００１２】また、ＴＮ液晶パネルは配向膜を塗布し、
ラビング処理が必要である。ラビング処理等は工程数を
増加させ、製造コストの増大をひきおこす。また、近
年、液晶投写型テレビに用いる液晶パネルの画素数は３
０万画素以上と大容量となり、それにつれ画素サイズは
微細化の傾向にある。画素の微細化は信号線、ＴＦＴの
凹凸を多数形成することになり、前記凹凸により良好に
ラビング処理を行なえなくなったことは当然である。ま
た、画素サイズの微細化は１つの画素に占めるＴＦＴお
よび信号線の形成面積が大きくなり画素開口率を低減さ
せる。一例として対角３インチの液晶パネルで３５万画
素形成した場合、画素開口率は約３０％である。１５０
万画素形成した場合は１０％弱という予測値もある。こ
れらの画素開口率の低減は表示画像の低輝度化にとどま
らず、入射光開口部以外に照射された光により、さらに
液晶パネルは加熱されることになり前述の性能劣化を加
速する。

【００１３】さらには、ＴＮ液晶パネルには信号線の近
傍の光ぬけという現象を発生する。これは液晶パネルを
ノーマリホワイトモードで用いた時の現象であるが、黒
表示の時、信号線近傍から月形状の光ぬけが発生する。
この光ぬけは大幅にコントラストを低下させるだけでな
く、画像表示品位をも低下させる。この光ぬけを防止し
ようとすると、ブラックマトリックスの線幅を太くしな
ければならず、これも画素開口率の低下につながり、液
晶パネルが加熱されるという悪循環をひきおこす。

【００１４】以上のように従来のＴＮ液晶パネルの表示
は低輝度であり、また、光利用効率が低いためパネル等
は加熱され液晶投写型テレビを構成した場合は液晶パネ
ル等の性能劣化は著しい。また、低輝度の画像表示しか
行うことができなかった。

【００１５】本発明は従来の液晶パネルおよび投写型テ
レビの課題を鑑みてなされたものであり、ハイビジョン
放送にも充分対応できる高輝度、高画質の液晶パネルお
よび液晶投写型テレビを提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】ＴＮ液晶パネルでは偏光
板等を用いるため高輝度表示を行うことができない。そ
こで本発明の液晶パネルは高分子分散液晶を用いて液晶
パネルを構成する。

【００１７】以下、簡単に高分子分散液晶について説明
しておく、高分子分散液晶は、液晶と高分子の分散状態
によって大きく２つのタイプに分けられる。１つは、水
滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。液
晶は、高分子中に不連続な状態で存在する。以後、この
ような液晶をＰＤＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた
液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼ぶ。もう１つは、液晶
層に高分子のネットワークを張り巡らせたような構造を
採るタイプである。ちょうどスポンジに液晶を含ませた
ような格好になる。液晶は、水滴状とならず連続に存在
する。以後、このような液晶をＰＮＬＣと呼び、また、
前記液晶を用いた液晶パネルをＰＮ液晶パネルと呼ぶ。
前記２種類の液晶パネルで画像を表示するためには光の
散乱・透過を制御することにより行なう。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】高分子分散液晶の動作について（図１４
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図１４（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。（図１４（ａ）（ｂ））において、１１１はアレイ
基板、１１２は画素電極、１１３は対向電極、１１４は
水滴状液晶、１１５はポリマー、１１６は対向電極基板
である。画素電極１１２にはＴＦＴ（図示せず）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１４（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１１４は不規
則な方向に配向している。この状態ではポリマー１１５
と水滴状液晶１１４とに屈折率差が生じ入射光は散乱す
る。ここで（図１４（ｂ））に示すように画素電極１１
２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
１１１より出射する。なお、ＰＤＬＣのように液晶が水
滴状にあらわされるとき、水滴状の液晶の直径の平均を
平均粒子径と呼び、ＰＮＬＣのようにネットワーク状と
なるとき、ポリマーネットワークの穴径の平均値をポリ
マーネットワークの平均孔径と呼ぶ。

【００２１】高分子分散液晶を用いて高品位の画像表示
を実現しようとすると散乱状態での光の透過量（以後、
散乱光量と呼ぶ）と、透過状態での光の透過量（以後、
透過光量と呼ぶ）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。液晶投写型テレビを構成する場合は
コントラストは１００以上必要である。高分子分散液晶
は偏光板を用いる必要がないから光の利用効率は８０〜
８５％程度もある。したがってコントラストを大きくす
るためには散乱光量を低減すればよい。散乱光量を低減
するためには液晶の膜厚を厚くすればよい。しかし、液
晶を厚くすると透過状態にする電圧が高くなり、液晶を
駆動することができない。そこで本発明では液晶パネル
を反射型構成にしている。反射型液晶パネルでは入射光
は入射時と出射時の２回液晶層を通過することになり、
透過型液晶パネルの半分の液晶膜厚で同等の散乱性能が
得られる。反射型にすることにより光の完全拡散状態を
達成することができ、コントラストを向上できる。

【００２２】反射型構成では空気、対向電極基板、対向
電極のＩＴＯ、および液晶層のそれぞれの境界面で生ず
る反射がコントラストを低下させる。対向電極基板をガ
ラスで形成した場合、通常、ガラス基板の屈折率は１．
５２程度である。空気の屈折率を１．０とすると、ガラ
ス基板と空気との境界面で生じる反射率は（１．５２−
１．０）／（１．５２＋１．０）の２乗となり約４％に
なる。また、ＩＴＯは屈折率が２．０程度であるから、
ガラス基板とＩＴＯ膜との境界面で生じる反射率は
（２．０−１．５２）／（２．０＋１．５２）の２乗と
なり約２％となる。同様に、ＩＴＯ膜と液晶層との境界
面で生じる反射率も約２％である。したがって、反射型
構成の場合、８％の光は液晶層に入射せず反射されてし
まう。反射光はコントラストの低下となる。反射率が８
％であればコントラストは最高でも１００／８≒１２し
か実現できない。

【００２３】そこで、本発明の液晶パネルは、対向電極
基板を形成するガラス基板側から順次、屈折率が１．３
以上１．７以下の低屈折率膜と屈折率が１．７以上２．
３以下の高屈折率膜とを交互に積層し多層構成とした第
１の薄膜層、対向電極となり光学的膜厚が略λ／２（λ
は光の設計主波長）であるＩＴＯ薄膜層、第１の薄膜層
と同様に屈折率が１．３以上１．７以下の低屈折率膜と
屈折率が１．７以上２．３以下の高屈折率膜とを交互に
積層し多層構成とした第２の薄膜層を形成する。こうす
ることにより、光の干渉効果で広い光の波長帯域でガラ
ス基板とＩＴＯ薄膜の境界面およびＩＴＯ薄膜と液晶層
との境界面に生ずる反射を極めて少なくすることができ
る。なお、ＩＴＯ薄膜は、液晶パネルの共通電極つまり
対向電極として機能する。

【００２４】また、ガラス基板が空気と接する面には３
層の薄膜からなるマルチコートもしくは２層の薄膜から
なるＶコートをほどこし空気との屈折率差による反射光
を防止する。このようにして、空気と液晶層間の反射光
を防止する。

【００２５】本発明の液晶パネルは前述の電極基板と画
素電極が形成されたアレイ基板間に高分子分散液晶を狭
持させたものである。画素電極は従来の透過型液晶パネ
ルの画素電極を金属薄膜で反射電極にした構成、あるい
は、ＴＦＴ上に絶縁膜を形成し前記絶縁膜上に反射電極
を形成した上、前記反射電極とＴＦＴのドレイン端子を
接続した構成である。また、電極基板の３層構成を画素
電極としてパターニングし、金属薄膜を形成した基板と
前記画素電極が形成された基板間に高分子分散液晶を狭
持させて液晶パネルを構成してもよい。

【００２６】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。メタルハライド
ランプあるいはクセノンランプなどの光発生源と前記光
発生源が放射する光を液晶パネルに導くレンズ等の光学
系および、液晶パネルで変調された光を投映するレンズ
系を具備している。

【００２７】カラー表示画像を得るためには、Ｒ光、Ｇ
光およびＢ光を変調する３枚の液晶パネルを用いて構成
する。その際、各液晶パネルでは反射光が生じないよう
に変調する光のピーク波長に応じて薄膜、ＩＴＯ膜の膜
厚を変化させる。また、空気とガラス基板との接触面に
も光のピーク波長に応じてはＶコートによる反射防止膜
を形成している。

【００２８】

【作用】液晶投写型テレビでカラー表示を得る場合、３
枚の液晶パネルで光を変調する。各液晶パネルで変調す
る光の波長帯域の幅は５０〜１００ｎｍである。したが
って特定波長を中心として狭い帯域内での反射光を極力
低減すればよい。これは、反射防止膜で全可視光の帯域
にわたり反射光を防止するのと比較して容易であり、そ
の反射率低減の割合も高い。また、反射防止膜を蒸着す
る際も特定波長の反射率をモニタしながら蒸着し、所定
値となった時に停止すればよいから膜厚制御はいたって
容易である。従って境界面で生ずる反射が極めて少ない
基板を容易に得ることができる。

【００２９】液晶パネルの対向電極基板が空気と接する
面にはＳｉＯもしくはＹ₂Ｏ₃とＭｇＦ₂の２層からなる
薄膜を形成し、反射光を低減させる。また、対向電極と
なるＩＴＯ膜の前後の境界面でおこる反射を低減するに
は、それぞれの境界面の間と特定の条件を満たした屈折
率を有する透明な薄膜を形成すれば良い。反射率を最も
低くするための条件は次式のようになる。

【００３０】

【数１】

【００３１】

【数２】

【００３２】または、

【００３３】

【数３】

【００３４】

【数４】

【００３５】ｎ_Gはガラス基板の屈折率、ｎ_LCは液晶層
の屈折率、ｎ₁はガラス基板とＩＴＯ膜との間に形成す
る第１の薄膜の屈折率、ｎ₂はＩＴＯ膜の屈折率、ｎ₃は
ＩＴＯ膜と液晶層との間に形成する第２の薄膜の屈折
率、ｄ₁は第１の薄膜の膜厚、ｄ₂はＩＴＯ膜の膜厚、ｄ
₃は第２の薄膜の膜厚、λは光の設計主波長である。

【００３６】しかし、実際に使用できる物質の中で、
（数１）、（数２）または（数３）、（数４）を完全に
満たす屈折率を有する薄膜は存在しない場合が多い。そ
こで、第１の薄膜および第２の薄膜を（数１）、（数
２）または（数３）、（数４）の条件によって、要求さ
れる屈折率の前後の屈折率を有する低屈折率層と高屈折
率層の交互多層構成とし、それぞれの膜厚を最適化する
ことで、等価的に所望の反射防止特性を得ることができ
る。

【００３７】また、広い波長帯域で反射を低減させる場
合は、（数３）、（数４）の条件よりも（数１）、（数
２）の条件を満たす場合の方が望ましい。

【００３８】多層構成となる第１の薄膜層と第２の薄膜
層中の低屈折率膜の屈折率は１．３以上１．７以下、高
屈折率膜の屈折率は１．７以上２．３以下の中から任意
に選択すればよい。低屈折率層の薄膜物質は二弗化マグ
ネシウム、二酸化シリコン、三酸化アルミニウム、二弗
化セリウム、一酸化シリコンのいずれかを、また、高屈
折率層の薄膜物質は三酸化二イットリウム、二酸化ジル
コニウム、二酸化ハフニウム、五酸化二タンタル、二酸
化セリウム、二酸化チタン、硫化亜鉛のいずれかを用い
ればよい。

【００３９】この場合、ＩＴＯ膜の光学的膜厚は（数
２）よりλ／２の膜厚に形成する。これは変調する光の
設計主波長を５００ｎｍ、ＩＴＯの屈折率を２．０とす
ると物理的膜厚で１２５０Åとなる。１０００Å以上で
あれば十分低抵抗の対向電極を得ることができる。

【００４０】液晶投写型テレビでは先にも記述したよう
に各液晶パネルが分担する光の帯域は狭い。したがって
変調する光の帯域ごとに反射防止膜を形成すれば極めて
良好な反射防止膜を得ることができる。

【００４１】液晶として高分子分散液晶を用いれば、偏
光板が不要となり、ＴＮ液晶を用いた液晶パネルの３倍
以上の高輝度表示を得られる。本発明の液晶パネルは高
分子分散液晶を用い、その材料、構成等を最適にして良
好な散乱性能を得ている。また配向膜が不要であるか
ら、液晶パネル作製工程も簡素化される。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明について説
明する。なお、各図面はモデル的に描いており、物理的
な膜厚あるいは形状とはかならずしも一致しない。ま
た、説明に不要な箇所は省略している。

【００４３】（図２）は本発明の液晶パネルに用いる対
向電極基板の断面図である。ガラス基板１１の厚みは
０．８〜１．１ｍｍのものを用いる。ガラス基板１１の
片面には反射防止膜１３が形成されている。前記反射防
止膜１３は３層あるいは２層の薄膜の積層からなる。な
お、３層の場合は広い可視光の波長帯域での反射を防止
するために用いられ、これをマルチコートと呼ぶものと
する。２層の場合は特定の可視光の波長帯域での反射を
防止するために用いられ、これをＶコートと呼ぶものと
する。

【００４４】（図２）に示す基板と液晶パネルに用いて
液晶投写型テレビを構成する場合、白色光を変調する場
合はマルチコートに、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の特定波長の光を変
調する場合はＶコートを施す。当然のことながらＶコー
トの方が特定波長の光に対しての反射率低減効果は大き
く、極めて小さい反射率にすることができる。

【００４５】マルチコートの場合は酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）を光学的膜厚がｎｄ＝λ／４、ジルコニウ
ム（ＺｒＯ₂）をｎｄ＝λ／２、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４積層して形成する。通常、
λとして５１０ｎｍもしくはその近傍の値として薄膜は
形成される。Ｖコートの場合は一酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ）を光学的膜厚ｎｄ＝λ／４とフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４、もしくは酸化イットリウ
ム（Ｙ₂Ｏ₃）とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）をｎｄ
＝λ／４積層して形成する。なお、ＳｉＯは青色側に吸
収帯域があるため青色光を変調する場合はＹ₂Ｏ₃を用い
た方がよい。また、物質の安定性からもＹ₂Ｏ₃の方が安
定しているため好ましい。この際のλとしては変調する
光の設計主波長である。以後、特にことわらないかぎり
λは入射する光の設計主波長であるものとする。なお、
ｎは薄膜の屈折率、ｄは物理的膜厚である。

【００４６】ガラス基板１１のもう一方の面には、反射
防止効果を有する対向電極が形成される。正確には対向
電極とするＩＴＯ膜の前後に透明薄膜を形成して反射防
止膜１４が形成される。１４ｂは対向電極となるＩＴＯ
膜である。前記ＩＴＯ膜１４ｂの膜厚は光学的膜厚がλ
／２となるようにする。λが５００ｎｍ、ＩＴＯ膜２２
ｂの屈折率が２．０であればｄ＝１２５０Å前後であ
る。

【００４７】薄膜１４ａおよび薄膜１４ｃは低屈折率
層、高屈折率層、低屈折率層の交互３層構成となってお
り、低屈折率層の屈折率は１．３以上、１．７以下、ま
た高屈折率層の屈折率は１．７以上２．３以下であるこ
とが好ましい。

【００４８】具体的な構成の実施例を（表１）、（表
２）、（表３）に、またそれぞれの対応する分光反射率
特性を（図３）、（図４）、（図５）に示す。（図
３）、（図４）、（図５）からわかるように、波長帯域
幅２００ｎｍ以上にわたり反射率０．１％以下の特性を
実現でき、極めて高い反射防止効果を得ることができ
る。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】

【表３】

【００５２】以上のように（図２）の構成で、第１の薄
膜１４ａと第２の薄膜１４ｃをそれぞれ低屈折率膜１４
ｄ、高屈折率膜１４ｅ、低屈折率膜１４ｆ、および低屈
折率膜１４ｇ、高屈折率膜１４ｈ、低屈折率膜１４ｉの
３層構成として、それぞれの薄膜の膜厚を最適化するこ
とによって、低屈折率層１４ｄ、１４ｆ、１４ｇ、１４
ｉ、高屈折率層１４ｅ、１４ｈは任意の屈折率の薄膜物
質を選択することができ、なおかつ所望の反射防止効果
を容易に得ることができる。

【００５３】低屈折率膜１４ｄ、１４ｆ、１４ｇ、１４
ｉの材料としては（表１）、（表２）、（表３）中のＡ
ｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂の他にＣｅＦ₂、ＳｉＯなど
を用いても良い。また、高屈折率膜１４ｅ、１４ｈの材
料としては（表１）、（表２）、（表３）中のＺｒ
Ｏ₂、ＴｉＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、の他にＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｃ
ｅＯ₂、ＺａＳなどを用いても良い。

【００５４】また、薄膜１４ａ、１４ｃはそれぞれ３層
構成としているが、２層、あるいは４層以上の構成にし
てもよい。また、薄膜１４ａと薄膜１４ｃを構成する低
屈折率膜１４ｄ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｉ、および高屈
折率膜１４ｅ、１４ｈは蒸着作業の容易性の点で、同じ
物質を用いたがそれぞれ複数の物質を用いてもよい。

【００５５】さらに薄膜１４ａ、１４ｃはガラス基板１
１側から順に低屈折率１４ｄ、高屈折率１４ｅ、低屈折
率層１４ｆの構成としたが、それぞれ低屈折率層と高屈
折率層の構成を反対とし、ガラス基板側から高屈折率
層、低屈折率層、高屈折率層としても良い。

【００５６】ＩＴＯ膜１４ｂは可視光の範囲であれば膜
厚ｄは１０００Å〜１６００Åの範囲とすればよい。薄
膜１４ｃはＩＴＯ膜１４ｂに印加した電圧の電圧降下さ
せることになるがｄ＝１０００Å以下であればほとんど
影響しない。逆に液晶層の保持率を増す効果がでる。ま
たＩＴＯ膜は１０００Å以上であれば２００度以上で蒸
着もしくはスパッタで形成することにより必要十分な抵
抗値が得られる。

【００５７】以上のように反射防止膜１３および１４を
形成することにより光の反射率を大幅に低減でき、変調
する光の帯域が比較的狭い場合は総合した反射率がピー
ク波長で０．２％以下を実現できる。なお、反射防止膜
１３は他の構成物とオプティカルカップリングをとる場
合などは形成する必要はないことは明らかである。本発
明で重要なことは対向電極とするＩＴＯ膜１４ｂを用い
て反射防止膜１４を形成したことにある。当然のことな
がらＩＴＯ膜１４ｂは共通電極電位等の印加ができるよ
うに構成もしくは形成する。なお、ＩＴＯ膜１４ｂとは
インジウムとＳｎの合金の酸化物を意味し、合金比率あ
るいは酸化状態に左右されるものではなく、さらに広義
には酸化すずあるいは酸化インジウムを意味するものと
考えてもよい。

【００５８】本発明の電極基板の反射防止膜１４が効果
を発揮するのは薄膜１４ｃと接する媒質が液晶の場合で
ある。それは液晶の屈折率がガラス基板２３の屈折率
（ｎ≒１．５３）に近いためである。液晶が高分子分散
液晶の場合、透過状態での屈折率はｎ_o＝１．５０〜
１．５３、散乱状態での屈折率ｎ_x＝１．６０〜１．６
５である。特に、液晶パネルが反射型の場合、散乱状態
の時にＩＴＯ膜にかかわる反射率を低減させる必要があ
る。つまり、本発明の電極基板は液晶の屈折率が１．６
０〜１．６５の場合でも反射率を小さくできるように最
適な反射防止膜１４を形成したものである。したがっ
て、本発明の電極基板は液晶パネルの電極基板として用
いることにより重要な効果を発揮する。

【００５９】以下、本発明の液晶パネルについて説明す
る。基本的に本発明の液晶パネルは先に説明した電極基
板を用いて液晶パネルを構成したものである。（図１）
はその一例としての液晶パネルの断面図である。１４は
対向電極としてのＩＴＯ膜１４ｂの前後に薄膜を蒸着し
た反射防止膜である。反射防止膜１４は（表１）に示し
た構成と同じものを用いている。１７は反射電極であ
る。（図１）に示す液晶パネルの画素構造は従来の透過
型液晶パネルのＩＴＯからなる画素電極をＡｌもしくは
Ｃｒなどの金属薄膜を用いて反射電極としている。ま
た、反射電極の平滑性を高めるため、付加容量の形成は
共通電極方式をとらず、前段ゲート方式を採用した。Ｔ
ＦＴ１８上には絶縁膜２０を介して遮光膜１９を形成し
ている。これは液晶層１５に入射した光が散乱し、ＴＦ
Ｔ１８の半導体層に入射してホトコンダクタ現象（以
後、ホトコンと呼ぶ）が生じるのを防止するためであ
る。

【００６０】１６は低誘電率膜である。この低誘電率膜
１６とは液晶１５よりも低誘電率の物質からなる膜とい
う意味である。低誘電率膜１６は前記膜が形成された液
晶層に電圧が印加されないようにするためのものであ
る。低誘電率膜で電圧降下が生じれば液晶層には電圧が
印加されず、液晶層はたえず散乱状態となる。液晶投写
型テレビで散乱状態で黒表示となるように光学系を構成
すれば、低誘電率膜１６を形成した箇所は黒表示とな
る。つまり、ＴＮ液晶パネルでＢＭを形成したのと同様
の効果が得られる。低誘電率膜１６はＴＦＴ１８および
ソース・ゲート信号線上の対向電極基板１１に形成す
る。前記ＴＦＴおよび信号線は、正規の画像表示と異な
る信号で液晶層の液晶分子を配向させる。したがって、
画像ノイズとなる。低誘電率膜１６を形成することによ
り、たえず散乱状態にすることができるから、前記画像
ノイズを除去することができる。

【００６１】低誘電率膜１６は光透過性であることが望
ましい。もし、低誘電率膜１６が金属物質であれば対向
電極基板１１から入射した光を反射し、コントラストを
さげるためである。また、紫外線を照射し液晶溶液を重
合させる際、低誘電率膜１６が透明物質であれば、紫外
線が透過し、低誘電率膜１６の下層の液晶溶液も重合さ
せることができる。ＢＭであれば紫外線を遮光するから
未重合となる。未重合状態は液晶層１５の物質的安定性
を欠く結果となり、液晶パネルの性能劣化をひきおこ
す。なお、低誘電率膜１６は対向電極基板１１上に形成
せずＴＦＴ１８の遮光膜１９上、信号線上に直接形成し
ても効果をあげれることは明らかであり、また、両方に
形成してもよいことも明らかである。

【００６２】低誘電体膜１６の材料としてはＳｉＯｘ、
ＳｉＮｘ、ＴａＯｘ、ガラス系物質などの無機物質、レ
ジストとして用いられる材料、ポリイミド、アクリル系
樹脂などの有機物質などが例示される。通常これらの比
誘電率は３〜６であり、液晶の比誘電率１５〜３０に比
較して充分小さいとみなせる。１５の誘電率に比較して
低誘電率膜１６の誘電率が小さいほどの膜厚は薄くてよ
い。低誘電率膜１６の屈折率は液晶１５のポリマーの屈
折率、もしくは液晶１５の散乱時の屈折率、もしくはそ
の間の屈折率、またはその近傍の屈折率にすることが望
ましい。

【００６３】低誘電率膜１６の形成材料としては、現状
の無機材料としては、プロセス上形成、加工が容易なＳ
ｉＯ₂が適していると考えられる。ＳｉＯ₂の屈折率は通
常１．４５〜１．５０程度であり、誘電率も液晶と比較
して低い。形成方法としてはＳｉＯ₂を蒸着後、パター
ンマスクを形成しエッチングすればよい。また、有機材
料としては液晶層１５に用いるものと同一の透明なポリ
マーを用いるのが最適である。また、半導体回路のレジ
スト材料なども用いることができる。たとえばネガ型の
レジストの比誘電率は３〜６であり、液晶の比誘電率１
５〜３０に比較して小さく、低誘電率物質とみなせる。
上記の有機材料を用いた低誘電率膜１６の形成方法とし
ては、ロールクォーターあるいはスピンナー等で基板上
に塗布し、パターンマスクを用いて必要な部分のみ重合
するなどすればよい。また、ポリマー＋ドーパントから
なる感光性樹脂を基板にスピンコートし、パターンマス
クを介して露光したのち、減圧加熱によりドーパントを
昇華させる方式でドライ現象する方法もある。

【００６４】本発明の液晶パネルに用いる液晶材料とし
てはネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリッ
ク液晶が好ましく、単一もしくは２種類以上の液晶性化
合物や液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であって
もよい。なお、先に述べた液晶材料のうち異常光屈折率
ｎ_eと常光屈折率ｎ_oの差の比較的大きいシアノビフェニ
ル系のネマチック液晶が最も好ましい。高分子マトリッ
クス材料としては透明なポリマーが好ましく、ポリマー
としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂
のいずれであっても良いが、製造工程の容易さ、液晶相
との分離等の点より紫外線硬化タイプの樹脂を用いるの
が好ましい。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系
樹脂が例示され、特に紫外線照射によって重合硬化する
アクリルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するもの
が好ましい。

【００６５】このような高分子形成モノマーとしては、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールアクリレート等々である。

【００６６】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。

【００６７】また重合を速やかに行なう為に重合開始剤
を用いても良く、この例として、２−ヒドロキシ−２−
メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（メルク社製
「ダロキュア１１７３」）、１−（４−イソプロピルフ
ェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−
オン（メルク社製「ダロキュア１１１６」）、１−ビド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイキー社
製「イルガキュア１８４」）、ベンジルメチルケタール
（チバガイギー社製「イルガキュア６５１」）等が掲げ
られる。その他に任意成分として連鎖移動剤、光増感
剤、染料、架橋剤等を適宜併用することができる。

【００６８】高分子分散液晶層中の液晶材料の割合はこ
こで規定していないが、一般には２０重量％〜９０重量
％程度がよく、好ましくは５０重量％〜８５重量％程度
がよい。２０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、
散乱の効果が乏しい。また９０重量％以下となると高分
子と液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、界面の
割合は小さくなり散乱特性は低下する。高分子分散液晶
層の構造は液晶分率によって変わり、だいたい５０重量
％以下では液晶滴は独立したドロップレト状として存在
し、５０重量％以上となると高分子と液晶が互いに入り
組んだ連続層となる。液晶１５の膜厚は５〜２５μｍの
範囲が好ましく、さらには８〜１５μｍの範囲が好まし
い。膜厚が薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれ
ず、逆に厚いと高電圧駆動を行わなければならなくな
り、ドライブＩＣ設計などが困難となる。

【００６９】１３は空気との対向ガラス１１との間の反
射を防止するための反射防止膜である。反射防止膜とし
て比較的広い可能光の波長帯域で反射率を低減させるマ
ルチコート方式、特定の波長帯域で反射率を低減させる
Ｖコート方式がある。液晶投写型テレビに用いる液晶パ
ネルの場合はＶコート方式を採用する。これは液晶投写
型テレビで用いる液晶パネルはＲ，Ｇ，Ｂ光のそれぞれ
の波長の光を変調する３枚の液晶パネルを用いるためで
ある。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂ光のそれぞれの光を変調
する液晶パネルはそれぞれに入射光のピーク波長に対応
して最適なＶコートを施す。マルチコート方式ではＡｌ
₂Ｏ₃を光学的膜厚がλ／４、ＺｒＯ₂を光学的膜厚がλ
／２、ＭｇＦ₂を光学的膜厚がλ／４の３層の薄膜を蒸
着して形成するＶコート方式の場合はＳｉＯもしくはＹ
₂Ｏ₃を光学的膜厚がλ／４、ＭｇＦ₂を光学的膜厚がλ
／４の２層の薄膜を蒸着して形成する。なお、ＳｉＯは
青色光で吸収帯域があるため、Ｂ光を変調する液晶パネ
ルの反射防止膜１３としてはＹ₂Ｏ₃を用いる方がよい。
また、一般的にはＹ₂Ｏ₃の方が安定で良好な膜質が得ら
れるためＹ₂Ｏ₃の方が好ましい。

【００７０】（図１）における液晶パネルでは本発明の
電極基板を用いているため、入射光が液晶層に達するま
での反射光が極めて少ない。また、従来の透過型の画素
電極を反射電極にすればよく、従来のアレイ形成プロセ
スをそのまま導入することができる。

【００７１】以下、本発明の他の実施例について説明す
る。なお、先に説明した従来例との重複をさけるため、
主として異なる事項もしくは箇所についてのみ説明す
る。（図６）は第２の実施例の断面図である。ＴＦＴ１
８上には絶縁膜３１を介して反射電極３２が形成されて
いる。反射電極３２とＴＦＴ１８とは接続端子３３で電
気的に接続されている。絶縁膜３１の材料としてはポリ
イミドの有機材料あるいはＳｉＯ₂，ＳｉＮｘなどの無
機材料が用いられる。反射電極３２は表面をＡｌの薄膜
で形成される。Ｃｒ等を用いて形成してもよいが、反射
率がＡｌより低く、また硬質のため反射電極の破れなど
が生じやすい。

【００７２】接続端子３３部は０．５〜１μｍの落ちく
ぼみができるが、高分子分散液晶１５は配向などの処理
が不要なため問題とはならない。開口率は画素サイズが
１００μｍ角の場合８０％以上、５０μｍ角の場合でも
７０％以上の開口率が得られる。ただし、ＴＦＴ上等は
凹凸が生じ多少反射効率は低下する。

【００７３】ソース信号線およびゲート信号線も図示し
ていないがアレイ基板に上に形成されている。前記信号
数およびＴＦＴ１８上にはほぼ反射電極３２が被覆する
構造となるため、信号線およびＴＦＴ上の液晶配向動作
による画像ノイズが発生しない。また、（図１）に示し
た遮光膜１９も不要である。

【００７４】必要に応じて（図１）に示す点線箇所に低
誘電率膜を形成してもよい。前記膜を形成することによ
り反射電極３２間が常時散乱状態となりＢＭのかわりと
なる。つまり、表示では黒表示となり画素間のきれ目が
くっきりとする効果がでる。また、反射電極３２間から
光が入射しＴＦＴ１８に光が照射されることを低減する
効果もある。他の部分は第１の実施例と同様であるので
説明を省略する。

【００７５】（図７）は（図２）の反射防止膜１４の構
造を用いて画素電極とした構造である。ＴＦＴ１８のド
レイン端子に接続される画素電極の反射防止膜１４は
（表１）に示した構成と同じものを用いている。ただ
し、（図７）の場合は、アレイ基板１２が（表１）中の
ガラス基板に相当する。ＴＦＴ１８のドレイン端子はＩ
ＴＯ膜４１ｂと電気的に接続している。４２はＡｌなど
からなる反射膜である。

【００７６】入射光はアレイ基板１２から入射し、画素
電極を透過して反射電極４２で反射され、再びアレイ基
板１２から出射する、基本的には画素電極を反射防止構
造にした点および対向電極を反射電極にした点以外は従
来の構成と大差がない。しかし、反射電極側には全く構
成物がないため、非常に良好な反射面が形成できる点、
および金属で形成することにより低抵抗化できる点など
利点がある。なお、ＴＦＴ上の等には（図１）と同様に
必要に応じて遮光膜１９または／および低誘電率膜１６
を形成すればよい。他の点については第１の実施例と同
様であるので説明を省略する。

【００７７】なお、反射防止膜１４の効果として、ＩＴ
Ｏ膜１４ｂの介面に発生する光の反射防止をあげたが、
他にガラス基板１１から析出する物質の防止の効果もあ
る。ガラス基板１１として通常ソーダガラス等を用いる
が、イオン等が液晶に析出し、液晶の保持率を低下させ
る場合がある。薄膜１４ａ、１４ｃで用いる誘電体層は
前記不純物が液晶中に析出するのを防止する効果があ
る。

【００７８】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶
投写型テレビについて説明する。（図８）は本発明の液
晶投写型テレビの構成図である。５１は本発明の液晶パ
ネルである。発光源５６としてはメタルハライドランプ
あるいはキセノンランプなどが該当する。ランプのアー
ク長は短い方が表示画像のコントラストを高くすること
ができる。メタルハライドのアーク長５ｍｍを用いた場
合、投写レンズのＦ値にもよるがＦ５〜６でコントラス
トは１００近くなる。キセノンのようにアーク長が１ｍ
ｍ程度のランプを用いればコントラストは２００以上を
実現できる。しかし、キセノンランプは光変換効率がメ
タルハライドランプの１／２〜１／３しかない。本発明
の液晶投写型テレビでは２５０ｗのメタルハライドラン
プを用いた。アーク長は約５ｍｍである。発光源５６か
ら出射されて光はレンズ５５で集光されミラー５４に入
射される。レンズ５２の中心とパネル中心およびミラー
５４の一端を結ぶ線は光軸５７である。レンズ５２は液
晶パネル５１の液晶層に、また、ミラー５４の一端に焦
点を結ぶように構成もしくは配置されている。レンズ５
２を液晶パネル５１の液晶層に焦点を結ばせることによ
りテレセントリック性を実現している。

【００７９】ミラー５４に入射した光はレンズ５２に入
射し、液晶パネル５１は印加される映像信号に応じて入
射光を変調し、変調された光の一部は再びレンズ５２に
入射する。液晶が完全に透過状態の画素はストッパー５
３とミラー間５４の穴を透過し、散乱状態の画素に入射
した光は遮光される。その中間的な画素に入射した光は
その変調度合に応じて穴を透過し、投映される。そのま
ま投写してもよいがストッパー５３の出射部には通常投
写レンズを配置する。

【００８０】液晶パネル５１は入射光が白色光の場合は
対向電極基板の表面にマルチコート方式の反射防止膜を
施す。カラー画像を表示する場合には液晶パネルにモザ
イク状のカラーフィルタを取り付ければよい。また、発
光源５６からの光をダイクロイックミラー等を用いた色
分解光学系でＲ，Ｇ，Ｂ光の３つの波長帯域に分離し、
それぞれの光のピーク波長に応じたＶコート方式の反射
防止膜を施す。各液晶パネルで変調された光を色合成光
学系もしくは３本の投写レンズを用いてスクリーンに重
ね合わせて投映すればカラー画像が表示される。なお、
高分子分散液晶パネルはＲ光に対する散乱特性が悪い。
そこで本発明の液晶投写型テレビではＲ光を変調する液
晶パネルの液晶膜厚を他よりも厚くまたは／および水滴
状液晶の平均粒子径を大きくしている。

【００８１】以下、図面を参照しながら他の実施例の液
晶投写型テレビについて説明する。（図９）は本発明の
他の実施例における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
９）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良好な点光源であるキセノンラン
プを用いる。なお、消費電力は２５０Ｗ〜１ＫＷのもの
を用いれば実用上十分なスクリーン輝度を得ることがで
きる。また、先と同様に２５０Ｗのメタルハライドラン
プを用いてもよい。また、凹面鏡は可視光のみを反射さ
せるように構成されている。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ＵＶＩＲカットミラ
ーである。また、６３ａはＢＤＭ、６３ｂはＧＤＭ、６
３ＣはＲＤＭである。なお、ＢＤＭ６３ａからＲＤＭ６
３Ｃ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ＢＤＭ６３ａ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。図面ではＢ光の変調系のみ
図示し、Ｒ，Ｇ光の変調系については図示することを省
略している。６４ａ本発明の液晶パネルである。６５
ａ，６７ａはレンズ、６６ａは、しぼりとしてのアパー
チャである。なお、６５ａ，６６ａ，６７ａで投写光学
系を構成している。また、アパーチャ６６ａを図示して
いるがレンズ６７ａ等のＦ値が大きいとき必要がないこ
とは明かであり、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かである。なお、コントラス
トを１００以上を得ようとすると投写レンズ型のＦ値は
６．０以上にする必要がある。また、その場合も液晶パ
ネルに入射する光の広がり角もＦ６．０相当にする指向
性の光に必要がある。

【００８２】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６６
ａの開口径を小さくもしくは投写レンズのＦ値を高くす
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。

【００８３】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ＢＤＭ６３
ａ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１
４（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。

【００８４】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。

【００８５】なお、本発明の液晶パネルおよび液晶投写
型テレビにおいて、反射型の液晶パネルを前提として説
明してきたが、（図２）に示す本発明の電極基板等の効
果は反射型構造のみに効果をだすものではなく、透過型
でもよい。たとえば透過型に用いた場合、従来の液晶パ
ネルで発生していた反射光、具体的には空気とガラス面
間、ガラス面とＩＴＯ間、ＩＴＯと液晶間で約８％もの
反射があるが、これを極めて小さくすることができる。
つまり、光利用効率を約８％向上できる。また、入射面
とレンズ間に生じていたハレーション等がなくなり、画
像品位も向上する。（図１０）に透過型液晶パネルを用
いて本発明の液晶投写型テレビを構成した場合の構成図
を示す。説明は（図９）の説明と同様であるので省略を
する。

【００８６】また、（図２）に示す電極基板の構成は高
分子分散液晶パネルのみに適用されるものではなく、Ｉ
ＴＯを用いる構成すべてに適用されるものである。つま
り、液晶パネルがＴＮ液晶を用いるものであっても、ま
たＳＴＮ液晶、強誘電液晶を用いる液晶であってもその
効果を発揮する。

【００８７】また、（図９）および（図１０）において
投写レンズ系をこれに限定するものではなく、たとえば
平行光成分を遮光体で遮光し、散乱光をスクリーンに投
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。

【００８８】また、（図９）および（図１０）に示す実
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よい。

【００８９】

【発明の効果】本発明の液晶パネルの対向電極基板は、
ガラス基板側から順次、低屈折率膜と高屈折率膜とを交
互に積層した多層構成の第１の薄膜層、対向電極となり
光学的膜厚が略λ／２のＩＴＯ薄膜層、第１の薄膜層と
同様に低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層した多層
構成の第２の薄膜層を形成することで、ＩＴＯとガラス
基板間およびＩＴＯと液晶間の反射率を大幅に低減して
いる。第１の薄膜層中、および第２の薄膜層中の低屈折
率膜と高屈折率膜の膜厚を最適化すればそれぞれ任意の
屈折率の薄膜物質を選択でき、設計の自由度が大きい。
さらに形成もいたって容易であり、液晶投写型テレビの
ように変調する液晶パネルの入射光の波長が狭帯域であ
る場合に非常に良好な結果が得られる。また、空気と接
する面にも反射防止膜を形成しており、総合した反射率
は０．２％以下と非常に良好である。

【００９０】アレイ構造も反射電極構造をとり、特に
（図６）に示す反射電極構造を採用する場合、画素開口
率も７０％以上を実現でき、ＴＦＴのホトコンも発生し
ない。さらには信号線、ＴＦＴの液晶の配向による画像
ノイズも発生しない。

【００９１】（図１）のように低誘電率膜は従来のＢＭ
を形成したのと同様の効果が得られる。さらに液晶が高
分子分散液晶の場合は液晶溶液の硬化時に低誘電率膜の
下の液晶溶液も良好に重合でき、性能劣化が生じない。

【００９２】最も重要なことは、高分子分散液晶を用い
ることにより、偏光板が不要となり、ＴＮ液晶パネルに
比較して３倍以上の高輝度表示が実現できることであ
る。これは光利用効率を向上できることのみならず、光
が熱に変換されることを大幅に減少でき、加熱によるパ
ネルの性能劣化をひきおこすことがなくなる。これは液
晶投写型テレビのように一枚の液晶パネルに入射する光
の強さが数万ルクスと大きい場合、非常に有効である。

【００９３】本発明の液晶投写型テレビでは反射方式で
かつ高分子分散液晶の液晶パネルを採用しているため、
高輝度表示を実現でき、また２００インチ以上の大画面
化にも対応できるものである。また、Ｒ・Ｇ・Ｂ光のピ
ーク波長に応じてそれぞれの反射防止膜の光学的膜厚を
変化させており、またＲ光変調用液晶パネルによっては
液晶膜厚厚くまたは／および水滴状液晶の粒子径を大き
くしている。そのため、ホワイトバランスおよびコント
ラストが良好な画像表示を実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図２】本発明の一実施例における電極基板の断面図

【図３】本発明の一実施例における反射防止膜の分光反
射率

【図４】本発明の一実施例における反射防止膜の分光反
射率

【図５】本発明の一実施例における反射防止膜の分光反
射率

【図６】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図７】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図８】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図９】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図１０】本発明の一実施例における液晶投写型テレビ
の構成図

【図１１】液晶パネルの等価回路図

【図１２】従来の液晶パネルの一部断面図

【図１３】従来の液晶投写型テレビの構成図

【図１４】高分子分散液晶の動作の説明図

【符号の説明】

１１対向ガラス１２アレイ基板１３，１４反射防止膜１５高分子分散液晶１６低誘電率膜１７反射型画素電極１８ＴＦＴ１９遮光膜３１絶縁層３２反射電極４２反射対向電極５２レンズ５３ストッパー５４ミラー５７光軸６４ａ，６４ｂ，６４ｃ液晶パネル６６ａ，６６ｂ，６６ｃアパーチャ９６ＴＮ液晶９７ａ，９７ｂ配向膜９８ブラックマトリックス１１４水滴状液晶１１５ポリマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に前記透明板側から順次、第１
の薄膜層と、ＩＴＯ薄膜と、第２の薄膜層が積層され、
前記第１の薄膜層と前記第２の薄膜層は屈折率が１．３
以上１．７以下の低屈折率膜と屈折率が１．７以上２．
３以下の高屈折率膜を交互に積層した多層構成であり、
前記ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚が略λ／２（λは光の設計
主波長）であることを特徴とする電極基板。
【請求項２】低屈折率膜は二弗化マグネシウム、二酸化
シリコン三酸化二アルミニウム、二弗化セリウム、一酸
化シリコンのいずれかを用いていることを特徴とする請
求項１記載の電極基板。
【請求項３】高屈折率膜は三酸化二イットリウム、二酸
化ジルコニウム、二酸化ハフニウム、五酸化二タンタ
ル、二酸化セリウム、二酸化チタン、硫化亜鉛のいずれ
かを用いていることを特徴とする請求項１記載の電極基
板。
【請求項４】透明基板はガラス基板であることを特徴と
する請求項１記載の電極基板。
【請求項５】透明基板の第１の薄膜層が形成された反対
面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求
項１記載の電極基板。
【請求項６】反射防止膜は少なくとも２層以上の多層膜
で構成されていることを特徴とする請求項５記載の電極
基板。
【請求項７】請求項１記載の第１の電極基板と、第２の
電極基板間に液晶が狭持されていることを特徴とする液
晶パネル。
【請求項８】請求項１記載の第１の電極基板と、第２の
電極基板間に電圧を印加でき、液晶を配向動作できるこ
とを特徴とする請求項７記載の液晶パネル。
【請求項９】請求項１記載の第１の電極基板と、画素電
極および前記画素電極への印加信号を制御するスイッチ
ング素子が形成された第２の電極基板間に液晶が狭持さ
れていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１０】画素電極が反射電極であることを特徴と
する請求項９記載の液晶パネル。
【請求項１１】請求項１記載の第１の電極基板に形成さ
れたＩＴＯ薄膜が複数の画素電極に形成され、前記画素
電極にスイッチング素子が接続しており、前記第１の電
極基板と反射電極が形成された第２の電極基板間に液晶
が狭持されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１２】スイッチング素子上と、前記スイッチン
グ素子と対面する第１の電極基板上と、スイッチング素
子に信号を伝達する信号線上と、前記信号線と対面する
第１の電極基板上のうち少なくとも１つに液晶の誘電率
よりも低い物質で薄膜が形成されていることを特徴とす
る請求項９、請求項１１のうちいずれかに記載の液晶パ
ネル。
【請求項１３】液晶は高分子分散液晶であることを特徴
とする請求項７、請求項９、請求項１１のうちいずれか
に記載の液晶パネル。
【請求項１４】高分子分散液晶の膜厚が５μｍ以上２５
μｍ以下であることを特徴とする請求項１３記載の液晶
パネル。
【請求項１５】高分子分散液晶の水滴状液晶の平均粒子
径もしくはポリマーネットワークの平均孔径が０．５μ
ｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする請求項１３記
載の液晶パネル。
【請求項１６】薄膜は光透過性を有することを特徴とす
る請求項１２記載の液晶パネル。
【請求項１７】請求項７、請求項９、請求項１１のうち
いずれかに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
投写型テレビ。
【請求項１８】光発生手段と、前記光発生手段が放射す
る光を複数色の光に分離する色分離光学系を具備し、請
求項７、請求項９、請求項１１のうちいずれかに記載の
液晶パネルが分離された光ごとに配置され、前記液晶パ
ネルの第１と第２の薄膜とＩＴＯ薄膜の膜厚が変調する
光のピーク波長に対応して形成されていることを特徴と
する液晶投写型テレビ。
【請求項１９】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がスクリーン
の同一位置に重ね合わせて投映されることを特徴とする
請求項１７、または請求項１８記載の液晶投写型テレ
ビ。