JP3119026B2 - Liquid crystal panel, method of manufacturing the same, and liquid crystal projection television using the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光散乱状態の変化とし
て光学像を形成する高分子分散液晶パネルならびにこの
液晶パネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投影
する投写型テレビに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer-dispersed liquid crystal panel for forming an optical image as a change in a light scattering state, and a projection type television for enlarging and projecting an image displayed on the liquid crystal panel onto a screen. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年ホームシアター、プレゼンテーショ
ンと大画面表示がにわかに注目を集めてきている。従来
よりライトバルブを用いた投写装置は多くの方式が提案
されてきたが、最近では小型の液晶パネルの表示画像を
投写レンズなどにより拡大投影し大画面の表示画像を得
る液晶投写型テレビが商品化されている。2. Description of the Related Art In recent years, home theaters, presentations, and large-screen displays have been attracting attention. Conventionally, many types of projection devices using a light valve have been proposed, but recently, a liquid crystal projection television that obtains a large-screen display image by enlarging and projecting a display image of a small liquid crystal panel with a projection lens or the like is commercially available. Has been

【０００３】液晶パネルは主に電気的にその光学特性を
変化させて表示を行うもので、その動作原理には多くの
種類がある。現在商品化されている液晶投写装置に用い
られているツイストネマチック（以降ＴＮと呼ぶ）液晶
パネルは、液晶の旋光性が電界により変化する現象を利
用したものである。ところがＴＮ液晶パネルは、光の変
調のために入射側と出射側に偏光板が必要であり、その
ために光利用効率が低いという問題があった。A liquid crystal panel mainly performs display by electrically changing its optical characteristics, and there are many types of operating principles. A twisted nematic (hereinafter, referred to as TN) liquid crystal panel used in a liquid crystal projection device currently commercialized uses a phenomenon in which the optical rotation of the liquid crystal is changed by an electric field. However, the TN liquid crystal panel requires polarizing plates on the incident side and the output side for light modulation, and thus has a problem that the light use efficiency is low.

【０００４】偏光板を用いずに光を制御する方法として
散乱現象を用いる方法がある。光散乱状態の変化により
光学像を形成する液晶パネルとして、例えば相変化（Ｐ
Ｃ）、動的散乱（ＤＳＭ）、高分子分散液晶等があげら
れる。中でも近年、明るさ向上への期待感から特公平３
−５２８４３号公報等に示されるような高分子分散液晶
パネルが盛んに研究されている。As a method of controlling light without using a polarizing plate, there is a method using a scattering phenomenon. As a liquid crystal panel that forms an optical image by changing the light scattering state, for example, a phase change (P
C), dynamic scattering (DSM), polymer dispersed liquid crystal and the like. In particular, in recent years, from the expectation of improving brightness,
A polymer-dispersed liquid crystal panel as disclosed in JP-A-52843 or the like has been actively studied.

【０００５】高分子分散液晶を用いて液晶パネルを構成
すると偏光板が不要であり、なおかつ配向処理も不要で
あるという利点がある。偏光板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。そのために光源
の出力を大きくして高輝度表示を得ることが困難であ
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。したがって、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。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るばか
りか、静電気によりＴＦＴを破壊し歩留まり低下の原因
となり、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３０万
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
ング処理を行なうことは困難に成りつつある。When a liquid crystal panel is formed using polymer dispersed liquid crystal, there is an advantage that a polarizing plate is not required and an alignment treatment is not required. Most of the light lost by the polarizer is absorbed by the polarizer and converted into heat. Therefore, it is difficult to obtain a high-luminance display by increasing the output of the light source. The heat heats the liquid crystal panel by the polarizing plate itself and radiant heat. Therefore, the polarizing plate, the panel, and the like are brought to a high temperature state, causing a significant deterioration in performance in a short period of time. Further, the TN liquid crystal panel needs to apply an alignment film and perform a rubbing treatment. The rubbing treatment or the like not only increases the number of steps, but also destroys the TFT due to static electricity, causing a reduction in yield and causing an increase in manufacturing cost. In recent years,
The number of pixels of a liquid crystal panel used for a liquid crystal projection television has a large capacity of 300,000 pixels or more, and the pixel size tends to be miniaturized accordingly. The miniaturization of the pixels results in the formation of a large number of irregularities on the signal lines and TFTs, and it is becoming difficult to perform a good rubbing process due to the irregularities.

【０００６】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。本発明では主にＰＤＬＣを
例にあげて説明する。The polymer-dispersed liquid crystal will be briefly described below. The polymer-dispersed liquid crystal is roughly classified into two types depending on the dispersion state of the liquid crystal and the polymer. One is a type in which a liquid crystal in the form of water droplets is dispersed in a polymer. The liquid crystal exists in a discontinuous state in the polymer. Hereinafter, such a liquid crystal is referred to as PDLC. The other type adopts a structure in which a polymer network is stretched around a liquid crystal layer. It looks just like a sponge with liquid crystal. Liquid crystals exist continuously without being in the form of water droplets.
Hereinafter, such a liquid crystal is referred to as PNLC. In order to display an image on the two types of liquid crystal panels, scattering and transmission of light are controlled. In the present invention, PDLC will be mainly described as an example.

【０００７】このような分散タイプの液晶表示素子の液
晶層となる高分子分散液晶層におけるポリマーマトリク
スとしては、基本的には透明であれば、熱可塑性樹脂で
も熱硬化性樹脂であってもさしつかえないが、紫外線硬
化型の樹脂が最も簡便で、性能も良く一般に使用される
ことが多い。その理由として従来のＴＮモード液晶バネ
ルの製造方法がそのまま応用できる為である。従来の液
晶パネルの製造方法として、まず上下２枚の基板にあら
かじめ所定の電極パターンを形成しておき、該電極同士
が対向するように２枚の基板を重ね合わせる。この際に
所定の大きさの粒径の揃ったスペーサを基板間にはさみ
こみ、２枚の基板の間隙を保持できるようにした状態で
２枚の基板をエポキシ樹脂のシール材で固定させる。次
にこのようにして得られた空セルの中に液晶を注入する
といった製造方法が多く用いられている。As the polymer matrix in the polymer dispersed liquid crystal layer to be the liquid crystal layer of such a dispersion type liquid crystal display element, basically, if it is transparent, it can be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Although not available, UV-curable resins are the simplest, have good performance, and are commonly used. The reason is that the conventional method of manufacturing a TN mode liquid crystal panel can be applied as it is. As a conventional method of manufacturing a liquid crystal panel, first, a predetermined electrode pattern is formed in advance on two upper and lower substrates, and the two substrates are overlapped so that the electrodes face each other. At this time, a spacer having a predetermined size and a uniform particle size is sandwiched between the substrates, and the two substrates are fixed with an epoxy resin sealing material in a state where a gap between the two substrates can be maintained. Next, a manufacturing method of injecting a liquid crystal into the empty cell thus obtained is often used.

【０００８】この製造方法を応用して分散タイプの液晶
パネルを製造する為には、ポリマーマトリクスの材料を
紫外線硬化型の樹脂、特にその一例としてアクリル系の
樹脂を用いれば、注入前に於いてはモノマーあるいは／
及びオリゴマーといった比較的低粘度な前駆体として存
在し、液晶とのブレンド物（これを液晶溶液と呼ぶ）は
常温で注入するのに十分な流動性を有しているので、従
来の液晶パネルの製造方法を応用して、注入後に光照射
して硬化反応を進めて高分子分散液晶層を形成するとい
う方法を用いれば容易に分散タイプの液晶パネルを作成
できる。In order to manufacture a dispersion type liquid crystal panel by applying this manufacturing method, if the material of the polymer matrix is a UV-curable resin, particularly, for example, an acrylic resin is used as an example, the polymer matrix is used before the injection. Is a monomer or /
And a relatively low-viscosity precursor such as an oligomer, and a blend with a liquid crystal (referred to as a liquid crystal solution) has sufficient fluidity to be injected at room temperature. A dispersion-type liquid crystal panel can be easily formed by applying a manufacturing method and applying a method of forming a polymer-dispersed liquid crystal layer by irradiating light after injection and promoting a curing reaction.

【０００９】また、注入した後にパネルに紫外線を照射
することによって樹脂のみ重合反応を起こしてポリマー
となり、液晶のみ相分離して、樹脂分と比較して液晶の
量が少ない場合は独立した粒子状の液晶滴が形成され、
一方液晶の量が多い場合は高分子マトリクスが液晶材料
中に粒子状又はネットワーク状に存在し液晶が連続層を
成すように形成される。この際に液晶滴の粒子径、もし
くはポリマーネットワークの孔径がある程度均一で尚且
つ大きさとしては０．１μｍ〜数μｍの範囲でなければ
光の散乱性能は悪く、コントラストが上がらない。この
為には比較的短時間で硬化が終了しうる材料でなければ
ならず紫外線硬化型樹脂が望ましい。When the panel is irradiated with ultraviolet rays after the injection, only the resin causes a polymerization reaction to become a polymer, and only the liquid crystal is phase-separated. When the amount of the liquid crystal is small compared to the resin, independent particles are formed. Liquid crystal droplets are formed,
On the other hand, when the amount of the liquid crystal is large, the polymer matrix exists in the liquid crystal material in the form of particles or network, and the liquid crystal is formed so as to form a continuous layer. At this time, unless the particle diameter of the liquid crystal droplet or the pore diameter of the polymer network is uniform to some extent and the size is in the range of 0.1 μm to several μm, the light scattering performance is poor and the contrast is not improved. For this purpose, the material must be a material that can be cured in a relatively short time, and an ultraviolet curable resin is desirable.

【００１０】高分子分散液晶の動作について（図１０
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図１０（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。（図１０（ａ）（ｂ））において、９１はアレイ基
板、９２は画素電極、９３は対向電極、９４は水滴状液
晶、９５はポリマー、９６は対向電極基板である。画素
電極９２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
１０（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９４は不規則な方向に配向し
ている。この状態ではポリマー９５と水滴状液晶９４と
に屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで（図１０
（ｂ））に示すように画素電極９２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９１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ぶ。The operation of the polymer dispersed liquid crystal (FIG. 10)
This will be briefly described using (a) and (b)). (FIG. 10 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. In FIGS. 10A and 10B, reference numeral 91 denotes an array substrate, 92 denotes a pixel electrode, 93 denotes a counter electrode, 94 denotes a water-drop liquid crystal, 95 denotes a polymer, and 96 denotes a counter electrode substrate. A TFT (not shown) or the like is connected to the pixel electrode 92, and the TFT
A voltage is applied to the pixel electrode by turning on and off the LED, and the direction of liquid crystal alignment on the pixel electrode is changed to modulate light. As shown in FIG. 10A, when no voltage is applied, each of the liquid crystal droplets 94 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 95 and the liquid crystal 94, and the incident light is scattered. Here (Fig. 10
When a voltage is applied to the pixel electrode 92 as shown in (b)), the directions of the liquid crystals are aligned. If the refractive index when the liquid crystal is oriented in a certain direction is adjusted in advance to the refractive index of the polymer, the incident light is emitted from the array substrate 91 without being scattered.
When the liquid crystal is expressed in the form of water droplets like PDLC, the average of the diameters of the liquid crystal in the form of water droplets is called an average particle diameter.

【００１１】高分子分散液晶パネルを用いた液晶投写型
テレビの構成例を（図９）に示す。ランプ８１から出た
光は、凹面鏡８２により集光されて液晶パネル８３に入
射する。液晶パネル８３に入射した光は何等変調されな
い場合は全て投写レンズ８４に入射するよう構成されて
いる。液晶パネル８３は高分子分散液晶パネルであり、
ガラス基板９１、９２により液晶層９３が狭持されてい
る。一方のガラス基板９１、９２の液晶層９３側の面に
はマトリクス状の画素電極が設けられており、映像信号
に応じて散乱状態の変化として液晶パネル８３に光学像
を形成することができる。十分な電圧を印加された画素
から出る光は、全て投写レンズ８４に入射してスクリー
ン８８上に到達するので、スクリーン８８上の対応する
位置には明るい画素が表示される。電圧の印加されない
画素からは散乱光が出射し、投写レンズ８４から外れて
スクリーン８８には到達せず、スクリーン８８上の対応
する位置には暗い画素が表示される。このようにして、
液晶パネル８３上に散乱状態の変化として形成された光
学像は、投写レンズによりスクリーン８８上に拡大投写
される。FIG. 9 shows a configuration example of a liquid crystal projection type television using a polymer dispersed liquid crystal panel. Light emitted from the lamp 81 is condensed by the concave mirror 82 and enters the liquid crystal panel 83. All the light incident on the liquid crystal panel 83 is incident on the projection lens 84 when no modulation is performed. The liquid crystal panel 83 is a polymer dispersed liquid crystal panel,
The liquid crystal layer 93 is held between the glass substrates 91 and 92. A matrix-like pixel electrode is provided on the surface of one of the glass substrates 91 and 92 on the liquid crystal layer 93 side, and an optical image can be formed on the liquid crystal panel 83 as a change in the scattering state according to a video signal. All the light emitted from the pixels to which a sufficient voltage has been applied enters the projection lens 84 and reaches the screen 88, so that bright pixels are displayed at the corresponding positions on the screen 88. The scattered light is emitted from the pixel to which no voltage is applied, and does not reach the screen 88 by deviating from the projection lens 84, and a dark pixel is displayed at a corresponding position on the screen 88. In this way,
The optical image formed as a change in the scattering state on the liquid crystal panel 83 is enlarged and projected on the screen 88 by the projection lens.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のＴＮ液晶パネル
に関してコントラストを上げるために画素間の非表示部
にブラックマトリクスと呼ばれる遮蔽体を形成してい
た。スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス液
晶パネルにおいては、スイッチング素子ならびに信号線
と対向する基板上に前記ブラックマトリクスを配してい
た。さらにはアクティブマトリクス液晶パネルにおいて
は信号線と電極間の横電界によって起こる液晶のリバー
スティルトによる光漏れを遮る目的もある。In a conventional TN liquid crystal panel, a shield called a black matrix is formed in a non-display portion between pixels in order to increase contrast. In an active matrix liquid crystal panel including a switching element, the black matrix is arranged on a substrate facing the switching element and the signal line. Further, in the active matrix liquid crystal panel, there is also a purpose of blocking light leakage due to liquid crystal reverse tilt caused by a horizontal electric field between a signal line and an electrode.

【００１３】ところが、紫外線硬化型の樹脂を高分子マ
トリクスとして用いる高分子分散液晶の場合は、このブ
ラックマトリクスを形成することができない。なぜな
ら、ブラックマトリクスを形成した空セルに先に説明し
た方法で高分子分散液晶パネルを作成すると、紫外線照
射の際にブラックマトリクスによって光が遮蔽され、遮
蔽された部分の高分子は未硬化のまま残留してしまう。However, in the case of a polymer-dispersed liquid crystal using an ultraviolet-curable resin as a polymer matrix, the black matrix cannot be formed. This is because if a polymer-dispersed liquid crystal panel is created in the empty cell where the black matrix is formed by the method described above, light is blocked by the black matrix during ultraviolet irradiation, and the polymer in the blocked portion remains uncured. Will remain.

【００１４】一方、ブラックマトリクスを形成しない高
分子分散液晶パネルでは、信号線と電極間の電界によっ
て液晶分子が立ち上がり、散乱機能が弱まり光漏れが発
生する。画素間から漏れてくる光のために画像のぼけ
た、シャープさの欠けた表示になる。さらにスイッチン
グ素子にＴＦＴを用いた場合、ＴＦＴの半導体層にこの
漏れた光が飛び込み、ホトコンと呼ばれる光伝導による
漏れ電流が発生し、クロストークなどの表示不良が発生
する。On the other hand, in a polymer dispersed liquid crystal panel in which a black matrix is not formed, liquid crystal molecules rise due to an electric field between a signal line and an electrode, the scattering function is weakened, and light leakage occurs. Due to the light leaking from between the pixels, the image becomes blurred and lacks sharpness. Further, when a TFT is used for the switching element, the leaked light enters the semiconductor layer of the TFT, causing a leakage current due to photoconductivity called a photocon, thereby causing display defects such as crosstalk.

【００１５】また出射角度の大きい散乱光は基板と空気
の界面で全反射して再び液晶層へ戻る。特に画素間の非
表示部へ戻る光線により、この部分で再度散乱を起こ
し、出射側へ戻り、表示コントラストを低下させるとと
もに表示品位を低下させる。The scattered light having a large emission angle is totally reflected at the interface between the substrate and air and returns to the liquid crystal layer again. In particular, light rays returning to the non-display portion between the pixels cause scattering again in this portion, return to the emission side, and reduce display contrast and display quality.

【００１６】本発明は、散乱状態の変化として光学像を
形成する高分子分散液晶パネルにおいてブラックマトリ
クスを形成することなく表示品位を向上し、さらにはこ
れを用いた液晶投写型テレビのコントラストを改善する
ことを目的とする。The present invention improves the display quality without forming a black matrix in a polymer dispersed liquid crystal panel that forms an optical image as a change in the scattering state, and further improves the contrast of a liquid crystal projection television using the same. The purpose is to do.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の液晶パネルは、少なくとも一方は光透過性を有
する互いに対向する第１の基板と第２の基板と、前記第
１と第２の基板の相対する面に形成した電極層と、前記
第１と第２の基板間に狭持された高分子分散液晶層とか
ら成り、第１の電極基板に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
アクティブマトリクス液晶パネルであり、第２の電極基
板に形成した対向電極は表示部と非表示部にパターニン
グされた構成になっている。In order to attain this object, a liquid crystal panel according to the present invention comprises a first substrate and a second substrate, at least one of which has light transmissivity, facing each other, An electrode layer formed on the opposite surface of the substrate, and a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates. The first electrode substrate has a pixel electrode and a pixel electrode. This is an active matrix liquid crystal panel on which a switching element for controlling an applied signal is formed, and a counter electrode formed on a second electrode substrate is patterned on a display section and a non-display section.

【００１８】さらに前記対向基板側から４００ｎｍ以下
の光を照射して高分子分散液晶層を形成し、対向基板の
電極層の形成されている部分の高分子分散液晶層の液晶
粒子径が電極層の形成されていない部分の液晶粒子径と
は異なる構成になっている。Further, a polymer dispersed liquid crystal layer is formed by irradiating light of 400 nm or less from the counter substrate side, and the liquid crystal particle diameter of the polymer dispersed liquid crystal layer in the portion of the counter substrate where the electrode layer is formed is reduced. Is different from the liquid crystal particle diameter of the portion where no is formed.

【００１９】また本発明の高分子分散液晶パネルにおい
て、液晶層を狭持している２つの基板のうち少なくとも
一方はその透明基板の中心厚をｔ、屈折率をｎ、前記液
晶パネルの有効表示領域の最大径をｄとして、次の条件
を満足するようにしたものである。In the polymer-dispersed liquid crystal panel of the present invention, at least one of the two substrates sandwiching the liquid crystal layer has a center thickness of the transparent substrate of t, a refractive index of n, and an effective display of the liquid crystal panel. The maximum diameter of the region is d, and the following condition is satisfied.

【００２０】[0020]

【数３】 (Equation 3)

【００２１】さらに本発明の他の液晶パネルは、透明板
と、透明結合体とを備え、前記透明板は液晶パネルの入
射側または出射側または両側に配置し、前記液晶パネル
と前記透明板の間は前記透明結合体により光学的に結合
したものでもよい。Further, another liquid crystal panel of the present invention includes a transparent plate and a transparent combination, and the transparent plate is disposed on an incident side or an output side or both sides of the liquid crystal panel, and a gap between the liquid crystal panel and the transparent plate is provided. It may be optically coupled by the transparent composite.

【００２２】また、以上の構成において透明基板、透明
板、透明体は、ライトバルブ層に接する面に光反射手段
を設ければ、反射型のライトバルブ装置を実現できる。Further, in the above configuration, if the transparent substrate, the transparent plate, and the transparent body are provided with light reflecting means on the surface in contact with the light valve layer, a reflection type light valve device can be realized.

【００２３】本発明の液晶投写型テレビは、光発生手段
と、前記光発生手段からの出射光が入射し光散乱状態の
変化として光学像を形成する液晶パネルと、前記光発生
手段が発生した光を前記液晶パネルに導く第１の光学要
素部品と、前記液晶パネルで変調された光を投影する第
２の光学要素部品を備え、液晶パネルとして上記の液晶
パネルを用いたものである。In the liquid crystal projection television according to the present invention, a light generating means, a liquid crystal panel on which light emitted from the light generating means enters to form an optical image as a change in a light scattering state, and the light generating means generate the light. The liquid crystal panel includes a first optical element component that guides light to the liquid crystal panel, and a second optical element component that projects light modulated by the liquid crystal panel, and uses the liquid crystal panel as a liquid crystal panel.

【００２４】[0024]

【作用】本発明は、高分子分散液晶層を形成する際に、
表示部と非表示部とで液晶層に照射される紫外線の光量
が異なるように一方の電極をパターニングしてある。特
にこの電極に金属酸化物からなる透明導電膜を用いる
と、電極の形成された表示部の紫外線の透過率は著しく
低くなる。それに比べて非表示部は電極が形成されてい
ないため紫外線の透過率は高い。よって非表示部下の液
晶層は表示部下の液晶相に比べて紫外線の光量が多いた
めに高分子マトリクスの重合速度が速く、液晶との相分
離が速く行われる。そこで高分子分散液晶層の組成が異
なってくる。非表示部下の高分子分散液晶層はその液晶
粒子径が非常に細かく、散乱性能が極めて高く、少々の
電圧では駆動しない。このような構成であれば非表示部
にブラックマトリクスがなくても常にこの部分では高品
位の黒表示となる。さらには信号線と電極間の電界に対
しても駆動し難い。According to the present invention, when a polymer-dispersed liquid crystal layer is formed,
One of the electrodes is patterned so that the amount of ultraviolet light applied to the liquid crystal layer is different between the display portion and the non-display portion. In particular, when a transparent conductive film made of a metal oxide is used for this electrode, the transmittance of the display portion on which the electrode is formed with respect to ultraviolet light is significantly reduced. On the other hand, since the non-display portion has no electrode formed thereon, the transmittance of ultraviolet light is higher. Therefore, the liquid crystal layer under the non-display portion has a larger amount of ultraviolet light than the liquid crystal phase under the display portion, so that the polymerization rate of the polymer matrix is faster and the phase separation from the liquid crystal is performed faster. Therefore, the composition of the polymer dispersed liquid crystal layer differs. The polymer-dispersed liquid crystal layer under the non-display portion has a very fine liquid crystal particle diameter, extremely high scattering performance, and is not driven by a small voltage. With such a configuration, even if there is no black matrix in the non-display area, high quality black display is always obtained in this area. Further, it is difficult to drive even with respect to the electric field between the signal line and the electrode.

【００２５】高分子分散液晶で散乱して出射する光線
は、基板と空気層の界面で一部反射して再び高分子分散
液晶層で散乱する。いわゆる拡散反射による２次光源で
あり、これは本来黒表示する画素の輝度を高くする。特
に画素間の非表示部の高分子分散液晶層に入射する反射
光を防がなくてはならない。基板の屈折率をｎとする
と、基板と空気の屈折率より得られる全反射の臨界角は
次のように与えられる。Light rays scattered and emitted by the polymer dispersed liquid crystal are partially reflected at the interface between the substrate and the air layer and scattered again by the polymer dispersed liquid crystal layer. This is a secondary light source based on so-called diffuse reflection, which increases the luminance of pixels that normally display black. In particular, it is necessary to prevent reflected light from entering the polymer-dispersed liquid crystal layer in the non-display area between pixels. Assuming that the refractive index of the substrate is n, the critical angle of total reflection obtained from the refractive indexes of the substrate and air is given as follows.

【００２６】[0026]

【数４】 (Equation 4)

【００２７】この角度より大きな角度で出射される散乱
光は全て再度高分子分散液晶層に到達し散乱する。前記
臨界角で全反射した光が再度液晶層に到達しないような
基板の厚みを与えれば良い。それは基板の厚みをｔ、有
効表示領域の距離をｄとすれば、次のように与えられ
る。All the scattered light emitted at an angle larger than this angle reaches the polymer dispersed liquid crystal layer again and is scattered. The thickness of the substrate may be set so that the light totally reflected at the critical angle does not reach the liquid crystal layer again. It is given as follows, where t is the thickness of the substrate and d is the distance of the effective display area.

【００２８】[0028]

【数５】 (Equation 5)

【００２９】次に、無効面で光が反射されると、その光
は液晶層に戻り画素間の非表示部の輝度上昇を招く。こ
の問題は出射側透明基板の無効面に光吸収手段を施し、
不要光が吸収されるようにすれば解決できる。さらに、
出射側透明基板の出射面の有効領域に反射防止膜を付け
れば、小さな角度で液晶層から出射する光の出射面にお
ける反射率が減少するので、画素間の非表示部ならびに
黒表示部の輝度上昇を低減できる。Next, when the light is reflected on the ineffective surface, the light returns to the liquid crystal layer, causing an increase in the brightness of the non-display portion between the pixels. This problem is caused by applying light absorption means to the inactive surface of the emission side transparent substrate,
The problem can be solved by absorbing unnecessary light. further,
If an antireflection film is provided on the effective area of the emission surface of the emission side transparent substrate, the reflectance of the emission surface of light emitted from the liquid crystal layer at a small angle decreases, so that the brightness of the non-display portion between pixels and the black display portion is reduced. The rise can be reduced.

【００３０】以上のようにすれば、ブラックマトリクス
が無くとも液晶パネル上の画素間の非表示部の輝度を低
減し、高品位な黒表示が維持できるので、シャープで明
るくしかも高コントラストの画像を表示する液晶パネル
を提供することができる。また、この液晶パネルを投写
型テレビに用いれば、明るくコントラストの良好な画像
を得ることができる。With the above arrangement, the brightness of the non-display portion between pixels on the liquid crystal panel can be reduced even if there is no black matrix, and a high-quality black display can be maintained. Therefore, a sharp, bright and high-contrast image can be obtained. A liquid crystal panel for displaying can be provided. Also, if this liquid crystal panel is used for a projection television, a bright and high-contrast image can be obtained.

【００３１】[0031]

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００３２】本発明の液晶パネルの第１の実施例の構成
を（図１）、（図２（ａ））、（図２（（ｂ））、（図
２（ｃ））に示す。（図１）は本発明の液晶パネルの断
面図であり、（図２（ａ））、（図２（（ｂ））、（図
２（ｃ））は本発明の液晶パネルの対向基板の電極パタ
ーンの一例を示す平面図である。The structure of the first embodiment of the liquid crystal panel of the present invention is shown in FIGS. 1 (a), 2 (a), 2 (b) and 2 (c). FIG. 1) is a cross-sectional view of the liquid crystal panel of the present invention. (FIG. 2 (a)), (FIG. 2 (b)), and (FIG. 2 (c)) show electrodes of a counter substrate of the liquid crystal panel of the present invention. It is a top view showing an example of a pattern.

【００３３】本発明の液晶パネルは２枚の透明な基板１
１、１２の間に高分子分散液晶層１３を狭持している。
基板１１、１２の液晶層側には透明な電極としてそれぞ
れ対向電極１６、画素電極１７が形成されている。画素
電極１７はマトリクス状に形成され、各画素電極１７の
近傍にはスイッチング素子としてＴＦＴ１８が設けられ
ている。各ＴＦＴ１８はソース信号線（図示せず）なら
びにゲート信号線（図示せず）に接続され、それぞれ信
号供給回路ならびに走査回路に接続されており、各画素
に信号電圧が供給される。高分子分散液晶１３は、充分
な電界が印加されると入射光を直進させ、電界が印加さ
れない場合は入射光を散乱させるので、各画素の液晶層
は印加電圧によって光散乱状態を制御することができ
る。The liquid crystal panel of the present invention comprises two transparent substrates 1
A polymer-dispersed liquid crystal layer 13 is sandwiched between 1 and 12.
On the liquid crystal layer side of the substrates 11 and 12, a counter electrode 16 and a pixel electrode 17 are formed as transparent electrodes, respectively. The pixel electrodes 17 are formed in a matrix, and a TFT 18 is provided near each pixel electrode 17 as a switching element. Each TFT 18 is connected to a source signal line (not shown) and a gate signal line (not shown), and is connected to a signal supply circuit and a scanning circuit, respectively, to supply a signal voltage to each pixel. The polymer dispersed liquid crystal 13 makes incident light go straight when a sufficient electric field is applied, and scatters the incident light when no electric field is applied. Therefore, the liquid crystal layer of each pixel controls the light scattering state by the applied voltage. Can be.

【００３４】本発明では対向電極にＩＴＯ膜と呼ばれる
酸化インジウムと酸化錫の合金を用いており、表示部と
非表示部とにパターニングされている。例えば（図２
（ａ））に示すように、対向電極１６は画素電極１７と
相対する部分だけ形成されているような構成でもよい。
通常のＮＴ液晶においては、対向電極は表示領域全面に
ベタのＩＴＯ膜で形成されている場合が多い。但し、
（図２（ａ））に示すような場合には、各画素電極１７
に対応する対向電極１６を接続しているＩＴＯの細い部
分での抵抗値が高くなり、実用的ではない。そこで、
（図１１）に示すように、（図２（ａ））のＩＴＯの細
い部分ならびに対向電極１６の周辺にメタル１９を配し
て抵抗を下げればよい。また（図２（ｂ））に示すよう
に、対向電極１６は短冊状に形成されており、非表示部
のゲート信号線ならびにＴＦＴ１８に相対する部分は電
極が形成されていない構成でもよい。また、（図２
（ｃ））に示すように、非表示部のソース信号線ならび
にＴＦＴ１８に相対する部分は電極が形成されていない
構成でもよい。以上の例に示されない構成であっても、
非表示部の一部の電極が形成されていない対向電極であ
ればよい。In the present invention, an alloy of indium oxide and tin oxide called an ITO film is used for the counter electrode, and is patterned into a display portion and a non-display portion. For example (FIG. 2
As shown in (a), the counter electrode 16 may be configured such that only the portion facing the pixel electrode 17 is formed.
In a normal NT liquid crystal, the counter electrode is often formed of a solid ITO film over the entire display area. However,
In the case as shown in FIG. 2A, each pixel electrode 17
Thin portion of ITO connecting the counter electrode 16 corresponding to
The resistance per minute is high, which is not practical. Therefore,
As shown in FIG. 11, the details of the ITO shown in FIG.
Metal 19 is disposed around the
And lower the resistance. Further, as shown in FIG. 2B, the counter electrode 16 may be formed in a strip shape, and a portion of the non-display portion facing the gate signal line and the TFT 18 may have no electrode. In addition, FIG.
As shown in (c), a portion of the non-display portion facing the source signal line and the TFT 18 may have no electrode. Even if the configuration is not shown in the above example,
Any counter electrode may be used as long as some electrodes of the non-display portion are not formed.

【００３５】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。The liquid crystal material used in the liquid crystal panel of the present invention is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal, and may be a single or two or more liquid crystal compounds or a mixture containing a substance other than the liquid crystal compound. Good. Incidentally, the nematic liquid crystal of relatively large cyanobiphenyl difference extraordinary refractive index n _e and ordinary index n _o of the liquid crystal materials mentioned above are most preferred. As the polymer matrix material, a transparent polymer is preferable. As the polymer, any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin may be used. In view of the above, it is preferable to use an ultraviolet curing type resin. As a specific example, an ultraviolet curable acrylic resin is exemplified, and a resin containing an acrylic monomer or acrylic oligomer which is polymerized and cured by irradiation with ultraviolet light is particularly preferable.

【００３６】このような高分子形成モノマーとしては、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールアクリレート等々である。As such a polymer-forming monomer,
2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, neopentyl glycol acrylate, hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate, and the like.

【００３７】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。Examples of the oligomer or prepolymer include polyester acrylate, epoxy acrylate, polyurethane acrylate and the like.

【００３８】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。A polymerization initiator may be used in order to carry out the polymerization promptly. For example, 2-hydroxy-2-
Methyl-1-phenylpropan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Merck), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1-
ON ("Darocure 1116" manufactured by Merck Ltd.), 1-bidroxycyclohexylphenylketone ("Irgacure 184" manufactured by Ciba-Gaiky), benzyl methyl ketal ("Irgacure 651" manufactured by Ciba-Geigy) and the like are listed. In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a cross-linking agent and the like can be appropriately used as optional components.

【００３９】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％〜９０％程度が
よく、好ましくは５０％〜８５％程度がよい。２０％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％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６０％以下では液晶滴は独立したド
ロップレット状として存在し、６０％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。液晶層１３
の膜厚は５〜２５μｍ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。Although the proportion of the liquid crystal material in the polymer dispersed liquid crystal layer is not specified here, it is generally about 20% to 90%, preferably about 50% to 85%. If it is less than 20%, the amount of liquid crystal droplets is small, and the scattering effect is poor.
On the other hand, when it is 90% or less, the tendency of the polymer and the liquid crystal to phase-separate into two upper and lower layers becomes stronger, the ratio of the interface becomes smaller, and the scattering characteristics are lowered. The structure of the polymer-dispersed liquid crystal layer changes depending on the liquid crystal fraction. At about 60% or less, liquid crystal droplets are present as independent droplets. At 60% or more, the polymer and liquid crystal become a continuous layer in which the polymer and liquid crystal are intertwined. Liquid crystal layer 13
Is preferably in the range of 5 to 25 μm. If the film thickness is small, the scattering characteristics are poor and contrast cannot be obtained. Conversely, if the film thickness is large, high voltage driving must be performed, making it difficult to design a drive IC.

【００４０】次に本発明の液晶パネルの製造方法につい
て説明する。２枚の基板１１、１２を互いの電極面が向
かい合うように所定の間隔を保持したまま重ね合わせ、
位置合わせをして周囲をシールして固定する。その際に
入口のみ残し、ここより基板間に前述の未硬化の液晶溶
液を注入する。あるいは上下２枚の基板を重ねる際に液
晶溶液を滴下して所定間隔を保持したまま周囲をシール
してもよい。以上のように上下２枚の基板間に未硬化の
液晶溶液が満たされた液晶パネルを作成する。これに対
向基板１１側から４００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射
し、液晶溶液を硬化させ高分子マトリクスの形成ならび
に液晶の相分離を行い、高分子分散液晶層１３を形成す
る。その際に対向電極１６が形成された部分と形成され
ていない部分とでは液晶層に照射される光量が異なる。Next, a method for manufacturing the liquid crystal panel of the present invention will be described. The two substrates 11 and 12 are overlapped while maintaining a predetermined interval so that their electrode surfaces face each other,
Align and seal around. At that time, only the inlet is left, and the uncured liquid crystal solution described above is injected between the substrates. Alternatively, the liquid crystal solution may be dropped when the upper and lower substrates are stacked, and the periphery may be sealed while maintaining a predetermined interval. As described above, a liquid crystal panel in which the uncured liquid crystal solution is filled between the upper and lower substrates is prepared. This is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less from the counter substrate 11 side to cure the liquid crystal solution to form a polymer matrix and phase-separate the liquid crystal, thereby forming a polymer dispersed liquid crystal layer 13. At this time, the amount of light applied to the liquid crystal layer differs between the portion where the counter electrode 16 is formed and the portion where the counter electrode 16 is not formed.

【００４１】（図３）にＩＴＯ膜の光線波長による透過
率をグラフに示す。これを見ると明らかなように、４０
０ｎｍ以下の波長の光線透過率が非常に悪くなってい
る。これはＩＴＯ以外の金属酸化物の膜でも同様で、対
向電極１６に例えばＣＴＯ、ＺｎＯ等を用いてもよい。FIG. 3 is a graph showing the transmittance of the ITO film according to the light wavelength. It is clear from this that 40
The light transmittance at a wavelength of 0 nm or less is very poor. The same applies to a film of a metal oxide other than ITO. For example, CTO, ZnO, or the like may be used for the counter electrode 16.

【００４２】上記のように液晶パネルを作成すること
で、（図１）に示すように画素間の非表示部の高分子分
散液晶層１４の液晶粒子径を、表示部の高分子分散液晶
層１５の液晶粒子径に比べて非常に小さく形成すること
ができる。By manufacturing the liquid crystal panel as described above, the liquid crystal particle diameter of the polymer dispersed liquid crystal layer 14 in the non-display portion between the pixels is reduced as shown in FIG. It can be formed very small as compared with the liquid crystal particle size of No. 15.

【００４３】次に本発明の第２の実施例の液晶パネルの
断面図を（図４）に示す。本発明の液晶パネル３１は、
本発明の第１の実施例で示した液晶パネル３２、透明板
３３、透明体３４により構成される。液晶パネル３２の
出射側には、透明体３４を介して透明板３３が結合され
ている。ガラス基板１２と透明板３３との間には周囲に
スペーサが設けられており、このスペーサにより透明体
３４の厚さを規制している。透明板３３の側面３６には
黒色塗料３７が塗布され、透明板３３の出射面３８の有
効領域には反射防止膜３９が施されている。ガラス基板
１２は厚さ１ｍｍのガラス板であり、透明板３３は厚さ
１０ｍｍのガラス板であり、屈折率はいずれも１．５２
である。透明体３４は信越化学工業（株）製の透明シリ
コーン樹脂ＫＥ１０５１であり、厚さは２ｍｍ、屈折率
は１．４０である。これは、２種類の液体で供給されて
おり、２液を混合して室温放置または加熱すると、付加
重合反応によりゲル状に硬化する。Next, a sectional view of a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The liquid crystal panel 31 of the present invention includes:
It comprises the liquid crystal panel 32, the transparent plate 33, and the transparent body 34 shown in the first embodiment of the present invention. A transparent plate 33 is coupled to the emission side of the liquid crystal panel 32 via a transparent body 34. A spacer is provided around the periphery between the glass substrate 12 and the transparent plate 33, and the thickness of the transparent body 34 is regulated by the spacer. A black paint 37 is applied to the side surface 36 of the transparent plate 33, and an antireflection film 39 is applied to an effective area of the emission surface 38 of the transparent plate 33. The glass substrate 12 is a glass plate having a thickness of 1 mm, the transparent plate 33 is a glass plate having a thickness of 10 mm, and each has a refractive index of 1.52.
It is. The transparent body 34 is a transparent silicone resin KE1051 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., having a thickness of 2 mm and a refractive index of 1.40. This is supplied as two kinds of liquids. When the two liquids are mixed and left at room temperature or heated, they are cured into a gel by an addition polymerization reaction.

【００４４】透明板３３として、アクリル樹脂などの透
明樹脂を用いてもよい。透明体３４は透明であればよ
く、エチレングリコールなどの液体、エポキシ系透明接
着剤、紫外線照射によりゲル状に硬化する透明シリコー
ン樹脂などを用いることができる。いずれの場合も、ガ
ラス基板１２と透明板３３の間に空気層があるとそこで
画質異常を生じるので、空気層を含まないようにする必
要がある。As the transparent plate 33, a transparent resin such as an acrylic resin may be used. The transparent body 34 only needs to be transparent, and a liquid such as ethylene glycol, an epoxy-based transparent adhesive, a transparent silicone resin which cures in a gel state by irradiation with ultraviolet rays, or the like can be used. In any case, if there is an air layer between the glass substrate 12 and the transparent plate 33, an abnormal image quality occurs there, so it is necessary to exclude the air layer.

【００４５】（図４）に示した構成にすると、高分子分
散液晶層１３から空気に接する境界面３８までの厚さが
厚くなるので、液晶層１３に電圧を印加しない場合、液
晶層１３から出射する散乱光が透明板３３の出射面３８
で反射されて液晶層１３に戻り液晶層１３により再び散
乱する光の輝度は、透明板３３がない場合に比較して小
さくなる。すると画素間の非表示部の黒浮きを防止でき
る。また、透明板３３の側面３６に入射する光は、側面
３６に塗布されている黒色塗料３７により吸収され、液
晶層１３に戻る不要光が減少するので、液晶層１３上の
表示画像のコントラストが向上する。また、透明板３３
の出射面３８には反射防止膜３９を施しているので、液
晶層１３から小さな出射角で出射する光の出射面３８に
おける反射が低減し、これも表示画像のコントラスト向
上に寄与する。In the structure shown in FIG. 4, since the thickness from the polymer dispersed liquid crystal layer 13 to the boundary surface 38 in contact with the air increases, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 13, the liquid crystal layer 13 The emitted scattered light is emitted from the emission surface 38 of the transparent plate 33.
The brightness of the light reflected by and returned to the liquid crystal layer 13 and scattered again by the liquid crystal layer 13 is smaller than that without the transparent plate 33. Then, the floating of black in the non-display portion between pixels can be prevented. Light incident on the side surface 36 of the transparent plate 33 is absorbed by the black paint 37 applied to the side surface 36, and unnecessary light returning to the liquid crystal layer 13 is reduced. improves. Also, the transparent plate 33
Since the anti-reflection film 39 is formed on the light exit surface 38, reflection of light emitted from the liquid crystal layer 13 at a small light exit angle on the light exit surface 38 is reduced, which also contributes to improvement of the contrast of a displayed image.

【００４６】また本発明では、所定の厚みを得るために
透明板３３を基板１１に透明体３４を用いて光学的に結
合したが、基板そのものが所定の厚みを満足するような
ものであってもよい。また、透明板の厚みを薄くするた
めにパネルから遠い面を凹面にしてもよい。さらには、
これらをパネルの入射側にも形成するとなお好ましい。In the present invention, the transparent plate 33 is optically connected to the substrate 11 using the transparent body 34 in order to obtain a predetermined thickness. However, the substrate itself satisfies the predetermined thickness. Is also good. Further, the surface far from the panel may be concave to reduce the thickness of the transparent plate. Furthermore,
More preferably, these are also formed on the entrance side of the panel.

【００４７】本発明の液晶投写型テレビの第１の実施例
の構成を（図５）に示す。３２は液晶パネル、３３は透
明板、３４は透明体、４０は光源、４４は投写レンズ、
４６はスクリーンである。液晶パネル３２は実施例１で
示したものである。FIG. 5 shows the structure of a first embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention. 32 is a liquid crystal panel, 33 is a transparent plate, 34 is a transparent body, 40 is a light source, 44 is a projection lens,
46 is a screen. The liquid crystal panel 32 is as shown in the first embodiment.

【００４８】光源４０はランプ４１と凹面鏡４２で構成
され、ランプ４１から出た光は凹面鏡４２により集光さ
れて、指向性の比較的狭い光が出射する。光源４０から
の出射光は、フィールドレンズ４３、液晶パネル３２、
透明体３４、透明板３３の順に透過し、投写レンズ４４
に入射する。投写レンズ４４の瞳の大きさは、液晶パネ
ル３２の画面中心にある画素が透明状態の場合に、その
画素から拡がって出射する光のうち光量で約９０％が入
射する大きさにしている。フィールドレンズ４３は、液
晶パネル３２の表示領域の周辺部を通過する光を内側に
屈折させて投写レンズ４４の瞳に入射させ、投写画像の
周辺部が暗くならないようにするために用いる。投写レ
ンズ４４は、透明板３３と組み合わせることにより、良
好な結像特性が得られるようにしている。投写画像のフ
ォーカス調整は、投写レンズ４４を光軸４５に沿って移
動することにより行う。The light source 40 is composed of a lamp 41 and a concave mirror 42. Light emitted from the lamp 41 is condensed by the concave mirror 42 and emits light having a relatively narrow directivity. The light emitted from the light source 40 is transmitted to the field lens 43, the liquid crystal panel 32,
The light passes through the transparent body 34 and the transparent plate 33 in this order,
Incident on. The size of the pupil of the projection lens 44 is such that when a pixel at the center of the screen of the liquid crystal panel 32 is in a transparent state, about 90% of the light amount of the light that spreads and exits from the pixel enters. The field lens 43 is used to refract light passing through the periphery of the display area of the liquid crystal panel 32 and make it incident on the pupil of the projection lens 44 so that the periphery of the projected image is not darkened. By combining the projection lens 44 with the transparent plate 33, good imaging characteristics can be obtained. The focus adjustment of the projection image is performed by moving the projection lens 44 along the optical axis 45.

【００４９】液晶パネル３２には映像信号に応じて散乱
状態の変化として光学像が形成される。投写レンズ４４
は、各画素から出射する光のうちある立体角に含まれる
光を取り込む。各画素からの出射光の散乱状態が変化す
れば、その立体角に含まれる光量が変化するので、液晶
パネル３２上に散乱状態の変化として形成された光学像
はスクリーン４６上で照度の変化に変換される。こうし
て、液晶パネル３２に形成された光学像は、投写レンズ
４４によりスクリーン４６上に拡大投写される。An optical image is formed on the liquid crystal panel 32 as a change in the scattering state according to the video signal. Projection lens 44
Captures light included in a certain solid angle out of the light emitted from each pixel. If the scattering state of the light emitted from each pixel changes, the amount of light included in the solid angle changes, so that the optical image formed as a change in the scattering state on the liquid crystal panel 32 changes in illuminance on the screen 46. Is converted. Thus, the optical image formed on the liquid crystal panel 32 is enlarged and projected on the screen 46 by the projection lens 44.

【００５０】本発明の液晶投写型テレビの第２の実施例
の構成を（図６）に示す。３２ａ、３２ｂ、３２ｃは液
晶パネル、４０は光源、４４は投写レンズ、５０ａ、５
０ｂ、５０ｃは透明板、５１ａ、５１ｂ、５１ｃは透明
板、５４、５６、５７、５９はダイクロイックミラー、
５５、５８は平面ミラーである。FIG. 6 shows the structure of a second embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention. 32a, 32b, 32c are liquid crystal panels, 40 is a light source, 44 is a projection lens, 50a, 5a
0b and 50c are transparent plates, 51a, 51b and 51c are transparent plates, 54, 56, 57 and 59 are dichroic mirrors,
55 and 58 are plane mirrors.

【００５１】液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃは高分
子分散液晶パネルであり、いずれも（図１）に示したも
のと同一である。透明板５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、そ
れぞれ液晶パネルの入射側に透明接着剤を用いて結合さ
れ、透明板５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、それぞれ液晶パ
ネルの出射側に透明接着剤を用いて結合されている。透
明板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ
の側面には黒色塗料５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３ａ、
５３ｂ、５３ｃが塗布されている。The liquid crystal panels 32a, 32b and 32c are polymer dispersed liquid crystal panels, all of which are the same as those shown in FIG. The transparent plates 50a, 50b and 50c are respectively connected to the incident side of the liquid crystal panel using a transparent adhesive, and the transparent plates 51a, 51b and 51c are respectively connected to the output side of the liquid crystal panel using a transparent adhesive. I have. Transparent plates 50a, 50b, 50c, 51a, 51b, 51c
Black paint 52a, 52b, 52c, 53a,
53b and 53c are applied.

【００５２】光源４０はランプ４１、凹面鏡４２、フィ
ルタ４７で構成される。ランプ４１は、メタルハライド
ランプであり、赤、緑、青の３原色の色成分を含む光を
出射する。凹面鏡４２はガラス製で、反射面に可視光を
反射し赤外光を透過させる多層膜を蒸着したものであ
る。フィルタ４７は、ガラス基板の上に可視光を透過し
赤外光と紫外光を反射する多層膜を蒸着したものであ
る。ランプ４１からの放射光に含まれる可視光は、凹面
鏡４２の反射面により反射し、その反射光は平行に近い
光になる。凹面鏡４２から出射する反射光は、フィルタ
４７により赤外光と紫外光とが除去されて出射する。The light source 40 comprises a lamp 41, a concave mirror 42, and a filter 47. The lamp 41 is a metal halide lamp, and emits light including three primary color components of red, green, and blue. The concave mirror 42 is made of glass and has a reflective surface on which a multilayer film that reflects visible light and transmits infrared light is deposited. The filter 47 is formed by depositing a multilayer film that transmits visible light and reflects infrared light and ultraviolet light on a glass substrate. The visible light included in the light emitted from the lamp 41 is reflected by the reflecting surface of the concave mirror 42, and the reflected light becomes almost parallel light. The reflected light emitted from the concave mirror 42 is emitted after the filter 47 removes infrared light and ultraviolet light.

【００５３】光源４０からの光はダイクロイックミラー
５６、５７と平面ミラー５８を組み合わせた色分解光学
系に入射し、３つの原色光に分解される。各原色光は、
それぞれフィールドレンズ（図では省略）を透過して液
晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃに入射する。液晶パネ
ル３２ａ、３２ｂ、３２ｃから出射する光は、ダイクロ
イックミラー５４、５９と平面ミラー５５とを組み合わ
せた色合成光学系により１つの光に合成された後、投写
レンズ４４に入射する。液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３
２ｃは、それぞれ映像信号に応じて回折状態の変化とし
て光学像が形成され、その光学像は投写レンズ４４によ
りスクリーン上に拡大投写される。The light from the light source 40 is incident on a color separation optical system in which dichroic mirrors 56 and 57 and a plane mirror 58 are combined, and is separated into three primary color lights. Each primary color light is
Each of the light beams passes through a field lens (not shown) and enters the liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c. Light emitted from the liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c is combined into one light by a color combining optical system in which dichroic mirrors 54 and 59 and a plane mirror 55 are combined, and then enters the projection lens 44. Liquid crystal panels 32a, 32b, 3
2c, an optical image is formed as a change in the diffraction state according to the video signal, and the optical image is enlarged and projected on the screen by the projection lens 44.

【００５４】液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの入射
側と出射側に迷光を抑制する透明板５０ａ、５０ｂ、５
０ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃを結合しているので、迷
光によるコントラスト低下が抑制される。また、３つの
液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃをそれぞれ赤用、緑
用、青用として用いるので、明るさと解像度の良好な投
写画像が得られる。高分子分散液晶の散乱特性は波長依
存性を持っている。特に赤色光に対する散乱特性が劣っ
ている。３つの液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃのう
ち、少なくとも１枚のパネルの液晶層の厚みあるいは表
示部の液晶粒子径のいずれかを、他のパネルと異なる構
成にしてそれぞれの散乱特性を等しくすることが好まし
い。Transparent plates 50a, 50b, 5 for suppressing stray light on the entrance side and the exit side of liquid crystal panels 32a, 32b, 32c.
Since 0c, 51a, 51b, and 51c are combined, a decrease in contrast due to stray light is suppressed. In addition, since the three liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c are used for red, green, and blue, respectively, a projection image with good brightness and resolution can be obtained. The scattering characteristic of the polymer-dispersed liquid crystal has wavelength dependence. In particular, the scattering characteristics for red light are inferior. At least one of the three liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c has a different liquid crystal layer thickness or a liquid crystal particle diameter of a display unit from that of the other panels so as to have equal scattering characteristics. Is preferred.

【００５５】本発明で色分解および色合成光学系に用い
たダイクロイックフィルターは単に色フィルターであっ
てもよいし、また色合成光学系を用いずに、赤、緑、青
光の変調系に対してそれぞれ投写レンズ系を１つずつ設
けて、計３本の投写レンズを用いてスクリーン上に重ね
合わせて投写してもよい。The dichroic filter used in the color separation and color synthesizing optical system in the present invention may be simply a color filter, or may be used for a red, green and blue light modulation system without using a color synthesizing optical system. Alternatively, one projection lens system may be provided for each, and a total of three projection lenses may be used to overlap and project on the screen.

【００５６】本発明の液晶投写型テレビの第３の実施例
の構成を（図７）に示す。４０は光源、６４は投写レン
ズ、６１は液晶パネルである。光源４０は（図５）に示
したものと同一である。FIG. 7 shows the configuration of a third embodiment of the liquid crystal projection television according to the present invention. 40 is a light source, 64 is a projection lens, and 61 is a liquid crystal panel. The light source 40 is the same as that shown in FIG.

【００５７】本発明の液晶パネルは、反射型の液晶パネ
ル６１、平凹レンズ６２、正レンズ６３で構成されてい
る。液晶パネル６１は、第１のガラス基板７２と第２の
ガラス基板７１とシール部材により密閉空間を形成し、
内部に液晶７３を封入したものである。（図８）に示す
ように、第１のガラス基板７２の上には、マトリックス
状にＴＦＴ７４が形成され、その上には絶縁層７７を挟
んでアルミニウムによる画素電極７６が形成されてい
る。各画素電極７６は各ＴＦＴ７４のドレイン電極７９
に接続されている。第２のガラス基板７１の上には透明
導電膜による共通電極７５が形成されている。The liquid crystal panel of the present invention comprises a reflective liquid crystal panel 61, a plano-concave lens 62, and a positive lens 63. The liquid crystal panel 61 forms a sealed space with the first glass substrate 72, the second glass substrate 71, and a sealing member,
The liquid crystal 73 is sealed inside. As shown in FIG. 8, TFTs 74 are formed in a matrix on a first glass substrate 72, and a pixel electrode 76 made of aluminum is formed thereon with an insulating layer 77 interposed therebetween. Each pixel electrode 76 is a drain electrode 79 of each TFT 74.
It is connected to the. On the second glass substrate 71, a common electrode 75 made of a transparent conductive film is formed.

【００５８】投写レンズ６４は液晶パネル６１側の第１
レンズ群６７とスクリーン側の第２レンズ群６８とで構
成され、第１レンズ群６７と第２レンズ群６８との間に
は平面ミラー６６が配置されている。液晶パネル６１の
画面中心にある画素から出射する散乱光は、第１レンズ
群６７を透過した後、約半分が平面ミラー６６に入射
し、残りが平面ミラー６６に入射せずに第２レンズ群６
８に入射する。平面ミラー６６の反射面の法線は投写レ
ンズ６４の光軸６５に対して４５°傾いている。光源４
０からの光は平面ミラー６６で反射されて第１レンズ群
６７を透過し、正レンズ６３、平凹レンズ６２を順に透
過して液晶パネル６１に入射する。液晶パネル６１から
の反射光は、平凹レンズ６２、正レンズ６３、第１レン
ズ群６７、第２レンズ群６８の順に透過してスクリーン
に到達する。投写レンズ６４は、平凹レンズ６２と正レ
ンズ６３とを組み合わせることにより、液晶層７３上の
光学像がスクリーン上に結像するようにしている。ま
た、投写レンズ６４の絞りの中心から出て液晶パネル６
１に向かう光線は、液晶層７３にほぼ垂直に入射するよ
うに、つまりテレセントリックとしている。The projection lens 64 is the first lens on the liquid crystal panel 61 side.
It is composed of a lens group 67 and a second lens group 68 on the screen side, and a plane mirror 66 is arranged between the first lens group 67 and the second lens group 68. After passing through the first lens group 67, about half of the scattered light emitted from the pixel at the center of the screen of the liquid crystal panel 61 enters the plane mirror 66, and the rest does not enter the plane mirror 66 but the second lens group. 6
8 is incident. The normal to the reflection surface of the plane mirror 66 is inclined by 45 ° with respect to the optical axis 65 of the projection lens 64. Light source 4
The light from 0 is reflected by the plane mirror 66, passes through the first lens group 67, passes through the positive lens 63 and the plano-concave lens 62 in order, and enters the liquid crystal panel 61. The reflected light from the liquid crystal panel 61 passes through the plano-concave lens 62, the positive lens 63, the first lens group 67, and the second lens group 68 in this order, and reaches the screen. The projection lens 64 combines the plano-concave lens 62 and the positive lens 63 so that an optical image on the liquid crystal layer 73 is formed on a screen. In addition, the liquid crystal panel 6 exits from the center of the aperture of the projection lens 64.
The light beam directed to 1 is made to enter the liquid crystal layer 73 almost perpendicularly, that is, it is telecentric.

【００５９】[0059]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高分子分
散液晶パネルにおいて、ブラックマトリクスがなくても
画素間の非表示部で常に高品位の黒表示を行うことがで
き、シャープな画像を表示する液晶パネルを提供でき
る。また透明基板を厚くしたり、透明基板に透明板を組
み合わせることにより、明るくコントラストが良好で、
ホトコンによるクロストークの起こらない高品位な画像
を表示する液晶パネルを提供することができる。また、
この液晶パネルを液晶投写型テレビに適用すれば、明る
く高コントラストの画像を表示できる液晶投写型テレビ
を提供することができ、非常に大きな効果がある。As described above, according to the present invention, in a polymer dispersed liquid crystal panel, high quality black display can always be performed in a non-display portion between pixels without a black matrix, and a sharp image can be obtained. Can be provided. Also, by increasing the thickness of the transparent substrate or combining the transparent substrate with the transparent substrate, the brightness and contrast are good,
It is possible to provide a liquid crystal panel that displays a high-quality image without crosstalk due to a photocon. Also,
If this liquid crystal panel is applied to a liquid crystal projection television, a liquid crystal projection television capable of displaying a bright and high-contrast image can be provided, which has a very great effect.

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

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

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

【図３】ＩＴＯ膜の各波長における光線透過率を示すグ
ラフ FIG. 3 is a graph showing light transmittance at each wavelength of the ITO film .
rough

【図４】本発明の液晶パネルの第２の実施例における概
略図 FIG. 4 schematically shows a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention .
Sketch

【図５】本発明の液晶投写型テレビの第１の実施例にお
ける概略構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projection television according to a first embodiment of the present invention.

【図６】本発明の液晶投写型テレビの第２の実施例にお
ける概略構成図FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projection television according to a second embodiment of the present invention.

【図７】本発明の液晶投写型テレビの第３の実施例にお
ける概略構成図 FIG. 7 shows a liquid crystal projection television according to a third embodiment of the present invention .
Schematic diagram

【図８】図７に示した液晶パネルの要部拡大断面図 8 is an enlarged sectional view of a main part of the liquid crystal panel shown in FIG.

【図９】従来の液晶投写型テレビの構成を示す概略構成
図 FIG. 9 is a schematic configuration showing a configuration of a conventional liquid crystal projection television.
Figure

【図１０】高分子分散液晶パネルの動作の説明図 FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of a polymer dispersed liquid crystal panel.

【図１１】FIG. 11 本発明の液晶パネルの第１の実施例におけるIn the first embodiment of the liquid crystal panel of the present invention,
他の平面図Other plan view

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１、１２ ガラス基板 １３ 高分子分散液晶層 １４、１５ 高分子分散液晶 １６ 対向電極 １７ 画素電極 １８ ＴＦＴ ３２ 液晶パネル ３３、５０、５１ 透明板 ３４ 透明体 ３７、５２、５３ 黒色塗料 ３９ 反射防止膜 ４０ 光源 ４３ フィールドレンズ ４４、６４ 投写レンズ ４６ スクリーン ５４、５６、５７、５９ ダイクロイックミラー ５５、５８ 平面ミラー ６１ 反射型液晶パネル ６２ 平凹レンズ ６３ 正レンズ ６６ 平面ミラー ６７、６８ レンズ 11, 12 Glass substrate 13 Polymer dispersed liquid crystal layer 14, 15 Polymer dispersed liquid crystal 16 Counter electrode 17 Pixel electrode 18 TFT 32 Liquid crystal panel 33, 50, 51 Transparent plate 34 Transparent body 37, 52, 53 Black paint 39 Anti-reflection film Reference Signs List 40 light source 43 field lens 44, 64 projection lens 46 screen 54, 56, 57, 59 dichroic mirror 55, 58 plane mirror 61 reflective liquid crystal panel 62 plano-concave lens 63 positive lens 66 plane mirror 67, 68 lens

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−326325（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34664（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226718（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−52623（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−91718（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−33026（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1334 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-326325 (JP, A) JP-A-5-34664 (JP, A) JP-A-3-226718 (JP, A) JP-A-4-52623 (JP) JP-A-3-91718 (JP, A) JP-A-2-33026 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G02F 1/1334

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】少なくとも一方は光透過性を有しかつ互い
に対向する第１の基板と第２の基板と、前記第１の基板
の前記第２の基板に対する面に形成した画素電極および
その画素電極への印加信号を制御するスイッチング素子
と、前記第２の基板の前記第１の基板に対する面に形成
した対向電極と、前記第１の基板と第２の基板間に挟持
された高分子分散液晶層とから少なくともなる液晶パネ
ルにおいて、前記第２の基板に形成した対向電極は表示
部と非表示部にパターニングされており、かつ前記対向
電極が形成された部分と形成されていない部分の高分子
分散液晶層の液晶粒子径が異なっていることを特徴とす
る液晶パネル。At least one of a first substrate and a second substrate having a light transmitting property and facing each other, and the first substrate
A pixel electrode formed on the surface with respect to the second substrate;
A switching element that controls the signal applied to the pixel electrode
Forming on the surface of the second substrate with respect to the first substrate
A liquid crystal panel comprising at least a counter electrode formed as described above, and a polymer dispersed liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
In Le, counter electrode formed on the second substrate is patterned in the non-display portion and the display portion, and the counter
Polymer in the part where the electrode is formed and the part where the electrode is not formed
A liquid crystal panel wherein the dispersed liquid crystal layers have different liquid crystal particle diameters . 【請求項２】第２の基板上の対向電極は透明導電性を有
する金属酸化物よりなる膜から出来ていることを特徴と
する請求項１記載の液晶パネル。2. The liquid crystal panel according to claim 1 , wherein the counter electrode on the second substrate is made of a film made of a metal oxide having a transparent conductivity. 【請求項３】第１の基板と第２の基板のうち少なくとも
一方は、その光透過性を有する基板の中心厚をｔ、屈折
率をｎ、液晶パネルの有効表示領域の最大径をｄとし
て、次の条件を満足することを特徴とする請求項１記載
の液晶パネル。 【数１】 3. At least one of the first substrate and the second substrate has a center thickness of the light-transmitting substrate as t, a refractive index as n, and a maximum diameter of an effective display area of the liquid crystal panel as d. 2. The method according to claim 1 , wherein the following conditions are satisfied.
The liquid crystal panel of. (Equation 1) 【請求項４】第１の基板と第２の基板のうち少なくとも
一方は透明結合体により透明板を光学的に結合した構成
であり、前記透明板の光入出射面から液晶層までの中心
厚をｔ、屈折率をｎ、液晶パネルの有効表示領域の最大
径をｄとして、次の条件を満足することを特徴とする請
求項１記載の液晶パネル。 【数２】 4. The method according to claim 1, wherein at least one of the first substrate and the second substrate is provided.
One is a structure in which a transparent plate is optically connected by a transparent combination.
Wherein t is the center thickness from the light entrance / exit surface of the transparent plate to the liquid crystal layer, n is the refractive index, and d is the maximum diameter of the effective display area of the liquid crystal panel , and the following conditions are satisfied. The liquid crystal panel according to claim 1 . (Equation 2) 【請求項５】少なくとも一方は光透過性を有しかつ互い
に対向する第１の基板と第２の基板のうち前記第１の基
板の前記第２の基板に対する面に画素電極およびその画
素電極への印加信号を制御するスイッチング素子を形成
する工程と、前記第２の基板の前記第１の基板に対する
面に対向電極を形成する工程と、前記対向電極を表示部
と非表示部にパターニングする工程と、前記第１の基板
と第２の 基板間に液晶溶液を挟持する工程と、前記第２
の基板側から４００ｎｍ以下の光を照射して高分子分散
液晶層を形成する工程とから少なくともなることを特徴
とする液晶パネルの製造方法。 5. The first substrate of a first substrate and a second substrate having at least one of a light-transmitting property and facing each other.
A pixel electrode and a pixel electrode on a surface of the plate with respect to the second substrate.
Forming switching element to control applied signal to element electrode
And the step of moving the second substrate with respect to the first substrate.
Forming a counter electrode on a surface; and displaying the counter electrode on a display unit.
And patterning a non-display portion, and the first substrate
Holding a liquid crystal solution between the substrate and the second substrate;
Method of manufacturing a liquid crystal panel and the substrate-side illumination light below 400nm and at least comprising a step of forming a polymer dispersed liquid crystal layer. 【請求項６】請求項１記載の液晶パネルと、光発生手段
と、前記光発生手段が発生した光を前記液晶パネルに導
く第１の光学要素部品と、前記液晶パネルで変調された
光を投影する第２の光学要素部品とを具備し、前記液晶
パネルには第２の基板側から光を入射させるように構成
したことを特徴とする液晶投写型テレビ。6. A liquid crystal panel according to claim 1 , light generating means, a first optical element component for guiding light generated by said light generating means to said liquid crystal panel, and a light modulated by said liquid crystal panel. A second optical element part for projecting light, wherein light is incident on the liquid crystal panel from a second substrate side.
Liquid-crystal projection TV, characterized in that it was.