JP3030900B2 - 投写型液晶表示装置、ならびに高分子分散型液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

投写型液晶表示装置、ならびに高分子分散型液晶表示素子の製造方法

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JP3030900B2 JP3085251A JP8525191A JP3030900B2 JP 3030900 B2 JP3030900 B2 JP 3030900B2 JP 3085251 A JP3085251 A JP 3085251A JP 8525191 A JP8525191 A JP 8525191A JP 3030900 B2 JP3030900 B2 JP 3030900B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光の透過と散乱により表
示を行なう高分子分散型液晶表示素子、及びそれを用い
た投写型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光の透過と散乱を用いた液晶表示
装置として、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer−
Dispersed Liquid Crystal)を用いた調光ガラスが
実用化されている。これは高分子のスポンジ状三次元網
目構造の中に低分子液晶を保持した特殊な膜である。高
分子分散型液晶は、電圧印加にともなって光散乱状態か
ら光透過状態へと変化するので、この性質を利用して表
示装置としても用いられている。投写型液晶表示装置で
は光散乱状態を黒とし光透過状態を白と表示するのが一
般的であり、偏光板を必要としないので明るさを上げる
手段として期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
を投写型液晶表示装置に用いた場合、白表示は偏光板を
使用しないため従来のTNモ−ドの投写型液晶表示装置
に比べ明るくできる反面、黒表示の散乱光を投写レンズ
で呑込んでしまうためコントラスト比が低くなってしま
う。また投写型液晶表示装置の場合に、最も重要である
コントラスト比が前方に透過する光と、後方と前方に散
乱する散乱状態の散乱度の比により支配されるため、黒
表示の場合にはできるだけ後方に散乱する散乱強度を高
める必要がある。
【0004】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは液晶表示素子(以後
液晶ライトバルブと称する。)の入射側の後方散乱の強
度を高めることや、出射側の前方散乱の配光特性を変え
ることにより高コントラストな投写型液晶表示装置を提
供するところにある。
【0005】
【0006】
【0007】
【0008】前記基板に光学多層膜が形成されてなるこ
とを特徴とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、該光
源からの光を変調する液晶ライトバルブと、変調された
光を投写するための投写手段とを備えた投写型液晶表示
装置において、前記液晶ライトバルブは、液晶分子と高
分子とからなる液晶層を一対の基板間に挟持した高分子
分散型液晶表示素子からなり、前記一対の基板の前記液
晶層側の面には、それぞれ電極が形成され、少なくとも
一方の前記基板の前記電極上には、凹凸を設けた膜が形
成されてなることを特徴とする。
【0010】投写型液晶表示装置に用いられる高分子分
散型液晶表示素子の製造方法において、前記高分子分散
型液晶表示素子に紫外線を照射させ、前記紫外線を照射
する方向を前記投写型液晶装置の入射方向とは逆方向と
したことを特徴とする。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。
【0012】図1は本発明の高分子分散型液晶表示素子
の配光特性をモデル化した断面図で、(a)図が電界を
印加しない場合の光散乱状態を示すもので(b)図は、
電界を印加したときの光透過状態を示す。
【0013】液晶表示素子(100)は、2枚の基板に
高分子分散型液晶(101)が挟まれて配置される。高
分子分散型液晶(101)は液晶及びスポンジ状高分子
からなり、電界に対しては無電界時には、液晶分子が界
面に沿って配向するため、例えば入射光(102)が液
晶表示素子(100)に入射した場合には、高分子分散
型液晶(101)の分子配列は散乱状態であるため、入
射側に戻る方向の後方散乱(103)と、透過して散乱
する前方散乱(104)とに散乱方向が分かれる。又電
界を印加した場合には、電界方向に液晶分子が整列する
ために透過光(105)は入射光(102)の強度に対
して減衰することなく前方に透過する。これらの透過光
の発散強度は、強度ベクトルを矢印(106)にて表わ
したように、電界印加状態においての強度と、散乱状態
での発散強度の比が液晶表示装置のコントラストとなる
ため散乱光が透過光に比べ十分小さいことが望ましい。
図2は、高分子分散型液晶表示素子の基板内面に凹凸部
がない液晶ライトバルブの、セル厚が17μmの光学特
性を実際に測定したものの配光特性図である。図からも
理解できるように、17μmのような比較的厚いセル厚
においても、入射光に対して表面反射が数%で、後方散
乱と前方散乱の比が、1:8で後方散乱は著しく低い。
又前方散乱の配光分布と後方の配光分布とにおいては、
光度のスレッシホ−ルドを50%にした場合、後方側は
50度、前方側は25度と配光分布も異なる。
【0014】従って、散乱光を投写画像の黒表示として
使用する場合においては、前方散乱の光強度がコントラ
ストの低下を招く。しかも前方散乱の配光特性について
は、後方散乱に比べ配光角が小さく、投写レンズの呑込
み角に対して有効な光として扱うため更にコントラスト
は低下する。
【0015】図3は、本発明の本発明の高分子分散液晶
表示素子の構造を示した部分断面図である。
【0016】この高分子分散型液晶表示素子の表示原理
は、スポンジ状高分子の内部に不連続な状態で液晶が存
在し、その基本動作は、例えば日経エレクトロニクス1
990年6月11日号102頁に示されるように粒状の
液晶の屈折率をスポンジ状高分子に合わせておく。する
と電圧が印加されないときは、界面に沿って液晶分子が
配向し光の入射方向の屈折率が異なるため、反射を繰り
返し光は散乱する。また電圧が印加されるときは、液晶
分子が光の入射方向に配向し屈折率が等しくなるため光
が透過する。
【0017】また高分子分散型液晶はPNLC(Polym
er−Network Liquid Crystal)で置き換えてもよ
い。これは液晶層に高分子のネットワークを組んだ構造
で、液晶が連続な状態で存在し、液晶分子配向の不規則
性を利用する。電圧印加しない状態では液晶分子の配向
が不規則なため光は散乱し、電圧印加状態では配向が均
一となり光は透過する。
【0018】具体的な構造を図を用いて説明すると、2
枚のガラス基板(300)は、屈折率n=1.47から
1.52の基板で透明電極(301)は屈折率n=1.
8ぐらいのITO膜で膜厚は1000〜2000Åであ
る。ポリイミド膜(302)の屈折率は、焼成条件にも
よるがn=1.7〜1.8で5000〜20000Åの
膜厚の表面をラビングや機械的な切削により凹凸を設け
てある。この凹凸の作成技術には、たとえばラビングに
より形成する場合においては、必ずしも1軸方向のラビ
ングによる物ではなく、互いに直交する2軸方向にする
ことにより散乱効果が上げることが可能である。
【0019】高分子液晶は、高分子重合法や紫外線硬化
法などの製法により液晶(303)とポリマ−(30
4)を適当な割合に分散させる。このポリマ−の形状に
関しては、紫外線硬化法を用いて製造すると、紫外光の
照射側と、もう一方側においてはポリマ−の形状が異な
り、紫外光の入射側に於いては硬化条件によりポリマ−
の密度が密になる。したがって、液晶ライトバルブの入
射側には、ポリマ−の密度が疎で出射側のポリマ−の密
度は密になるように配置する。
【0020】図3の(a)図は、2枚の基板のポリイミ
ド膜(302)が、ほぼ同一の膜厚のものをラビングな
どにより凹凸な表面処理を行っている実施例で、(b)
図は、入射側のみのポリイミド膜(302)に、凹凸な
表面処理を実施したものである。これらの(b)図の実
施例においては、後方側の散乱強度は(a)図に等しい
が、前方側の散乱強度が投写レンズの呑込み角に対して
十分に大きい場合に於いては、凹凸構造が片側のみにお
いても有効である。
【0021】図3の(c)図は、2枚のガラス基板(3
00)に、反射防止用の光学多層膜(305)を施すこ
とにより、透明電極(301)のITO膜との表面反射
を低減させている。
【0022】この光学多層膜については、ガラスの屈折
率1.52とITO膜の屈折率1.8の中間の屈折率部
材をλ/4の膜厚の単層コ−ティングを施すことにより
反射を低減させることが出来る。透明電極(301)の
表面には、凹凸になるように機械的な処理を施してあ
る。これにより、(a)図や(b)図と同様な散乱強度
を得ることが出来る。また、この反射防止用の光学多層
膜(305)は、投写型液晶の3原色の色に対応した色
選択性を持たせることにより、特定の色のみに選択透過
の効果を得ることが出来る。
【0023】これらの3種類の構造の高分子液晶は、電
界を加えないときの非選択時においては、液晶の屈折率
が1.533で、ポリマ−が1.8であり界面に沿って
配向するため、入射光は反射を繰り返し散乱する。さら
に散乱強度は、凹凸部のポリイミド膜や、ITO膜の屈
折率がn=1.8程度のため、液晶と基板の界面の表面
反射が大きく、しかも凹凸の効果により光が散乱し後方
散乱強度が高まる。一方、電界を印加した時の選択時の
おいては、液晶の屈折率が1.799程度になるため
に、ITO膜や、ポリイミド膜、ポリマ−の屈折率にほ
ぼ等しいため、凹凸の影響は、若干残るが、概ね光は透
過する。つまり液晶とポリマ−とITO膜の屈折率が等
しい条件においては、凹凸があっても光は散乱されな
い。
【0024】内面の粗さに関しては、200番程度(7
0〜80μmの凹凸)の表面粗さにすることにより、後
方散乱が図2で実測したものに比較して3倍程度に増や
すことが可能になった。それにより前方散乱も減らすこ
とができコントラストも著しく改善することが出来た。
【0025】図4は本発明の高分子分散型液晶表示装置
を用いた投写型液晶表示装置の投写光学系の構成図であ
る。
【0026】高分子分散型液晶からなる三枚の液晶ライ
トバルブ(200)を用いている。投写光源(201)
の光を色分離系(202)において三原色に分離し、そ
れぞれの色ごとに三枚の液晶ライトバルブ(200)で
変調し、再び色合成系(203)によりフルカラーに合
成され、投写レンズ(204)により拡大投写され、ス
クリーン(205)上に画像表示が行われる。色分離系
(202)及び色合成系(203)はそれぞれ二枚のダ
イクロイックミラーと反射ミラーから構成されており、
波長特性は任意に決めることができ、図3の(c)に示
すようなライトバルブを用いることにより、より色再現
性の良好な投写型液晶表示装置にすることが出来る。
【0027】なお、液晶ライトバルブの内面の凹凸部の
粗さに関しては、200番の粗さが最適であるものでは
なく、それぞれの条件により定められるものであり、粗
さの数値により本発明が抱束されるものではない。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光の
透過もしくは散乱により表示を行なう液晶表示素子を用
いた投写型液晶表示装置において、投写レンズの開口角
に制限されることなく、投写画像の最も重要であるコン
トラストを高めるため、高分子分散型液晶表示素子の基
板内面に凹凸部を設けることにより後方散乱の強度を高
め、前方散乱の強度を低下することにより、黒表示側を
できるだけ沈めた良品質な画像を提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高分子分散型液晶表示素子の配光特性
をモデル化した断面図で、(a)図は電界を印加しない
場合の断面図、(b)図は電界を印加した場合の断面図
である。
【図2】本発明の高分子分散型液晶表示素子の基板内面
に凹凸部のない液晶ライトバルブの、セル厚が17ミク
ロンの光学特性を実際に測定した配光特性図である。
【図3】本発明の高分子分散型液晶表示素子の構造を示
した図で、(a)図が2枚の基板のポリイミド膜に凹凸
処理を施した部分断面図、(b)図は、片側の基板にポ
リイミド膜の凹凸処理を施した部分断面図、(c)図
は、2枚の基板のITO膜に凹凸処理を施した部分断面
図である。
【図4】本発明の高分子分散型液晶表示素子を3枚用い
た投写型液晶表示装置を示したものの、フルカラーとし
た場合の投写光学系の構成図である。
【符号の説明】
100・・・液晶表示素子 101・・・高分子分散型液晶 102・・・入射光 103・・・後方散乱 104・・・前方散乱 105・・・透過光 106・・・強度ベクトル 130・・・キセノンランプ 300・・・ガラス基板 301・・・透明電極 302・・・ポリイミド膜 303・・・液晶 304・・・ポリマ− 305・・・光学多層膜 200・・・液晶ライトバルブ 202・・・色分離系 203・・・色合成系 204・・・投写レンズ 205・・・スクリ−ン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−241520(JP,A) 特開 平3−23421(JP,A) 特開 平3−23422(JP,A) 特開 平2−178617(JP,A) 特開 平2−93519(JP,A) 特開 昭57−202520(JP,A) 特開 平3−87722(JP,A) 特開 平3−87721(JP,A) 特開 平4−52623(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1333 G03B 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、該光源からの光を変調する液晶
    ライトバルブと、変調された光を投写するための投写手
    段とを備えた投写型液晶表示装置において、 前記液晶ライトバルブは、 液晶分子と高分子とからなる液晶層を一対の基板間に挟
    持した高分子分散型液晶表示素子からなり、 前記一対の基板の前記液晶層側の面には、それぞれ電極
    が形成され、 少なくとも一方の前記基板の前記電極上には、凹凸を設
    けた膜が形成されてなることを特徴とする投写型液晶表
    示装置。
  2. 【請求項2】 投写型液晶表示装置に用いられる高分子
    分散型液晶表示素子の製造方法において、 前記高分子分散型液晶表示素子に紫外線を照射させ、前
    記紫外線を照射する方向を前記投写型液晶装置の入射方
    向とは逆方向としたことを特徴とする高分子分散型液晶
    表示素子の製造方法。
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WO2008142832A1 (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置
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