JPH07181460A - Liquid crystal panel and its projection and projection type display device - Google Patents

Liquid crystal panel and its projection and projection type display device

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JPH07181460A
JPH07181460A JP32911493A JP32911493A JPH07181460A JP H07181460 A JPH07181460 A JP H07181460A JP 32911493 A JP32911493 A JP 32911493A JP 32911493 A JP32911493 A JP 32911493A JP H07181460 A JPH07181460 A JP H07181460A
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liquid crystal
light
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thin film
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Abstract

PURPOSE:To eliminate light leakage from the peripheral parts of pixels and to improve a display contrast by preventing transmission of liquid crystals near source signal lines. CONSTITUTION:Dielectric thin films 17 consisting of TiO2 or SiO are formed in correspondence to pixel electrodes 13 on a counter substrate 12. These dielectric thin films 17 absorb UV light. High polymer dispersed liquid crystals 15 are clamped between this counter substrate 14 and the pixel electrodes 13. The liquid crystals on the pixel electrodes 13 are so formed as to attain a transparent state at 6 to 10(V) and the liquid crystals on the source signal lines 16 are so formed as substantially not to attain the transparent state at these voltages. This control is executed by the intensity of the UV light to cure the UV curing resins constituting the liquid crystals 15. Since dielectric thin films 17 are formed on the pixel electrodes 13, the light on the source signal lines 16 is stronger than on the pixel electrodes 13 when the panel is irradiated with the UV light from the substrate 12 side. The liquid crystal drops become small and the rising voltage rises high when the UV light is strong.

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、入射光を変調し光学像
を形成する液晶パネルと、前記液晶パネルの製造方法お
よび前記液晶パネルをライトバルブとして用いる投写型
表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal panel that modulates incident light to form an optical image, a method of manufacturing the liquid crystal panel, and a projection type display device using the liquid crystal panel as a light valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルを用いた表示装置は、軽量、
薄型化が可能であることから研究開発が盛んである。近
年では液晶の旋光性を応用したツイストネマティック
(TN)液晶パネルを用いたポケットテレビが実用化さ
れ、また、前記パネルをライトバルブとして用いる投写
型表示装置も実用化されている。
2. Description of the Related Art A display device using a liquid crystal panel is lightweight,
Since it can be made thinner, research and development is active. In recent years, a pocket television using a twisted nematic (TN) liquid crystal panel that applies the optical rotatory power of a liquid crystal has been put into practical use, and a projection display device using the panel as a light valve has also been put into practical use.

【0003】しかし、TN液晶パネルは光変調を行なう
には、偏光板を用いて入射光を直線偏光にする必要があ
る。前記偏光板は50%以上の光を吸収もしくは反射す
る。したがって、TN液晶パネルを用いた液晶表示装置
の光利用効率は低く、表示輝度は低い。
However, in the TN liquid crystal panel, in order to perform light modulation, it is necessary to use a polarizing plate to make incident light linearly polarized. The polarizing plate absorbs or reflects 50% or more of light. Therefore, the liquid crystal display device using the TN liquid crystal panel has low light utilization efficiency and low display brightness.

【0004】この課題を解決するため、TN液晶のかわ
りに高分子分散液晶を用いた液晶パネルが提案されてい
る。以下、簡単に高分子分散液晶について説明してお
く。
In order to solve this problem, a liquid crystal panel using polymer dispersed liquid crystal instead of TN liquid crystal has been proposed. Hereinafter, the polymer dispersed liquid crystal will be briefly described.

【0005】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
をとるタイプである。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う。
Polymer-dispersed liquid crystals are roughly classified into two types depending on the dispersion state of the liquid crystals and the polymers. One is
It 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 having 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 is referred to as PNLC. In order to display an image with the above-mentioned two kinds of liquid crystal panels, light scattering and transmission are controlled.

【0006】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。電圧を印加すると液晶の配向方
向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈折率を
あらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入射光は
散乱せずに透過する。
PDLC utilizes the property that the refractive index is different in the direction in which the liquid crystal is aligned. When no voltage is applied, each water droplet liquid crystal is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer and the liquid crystal, and incident light is scattered. When a voltage is applied, the alignment direction of the liquid crystal is 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.

【0007】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。
On the other hand, PNLC uses the irregularity 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, when a voltage is applied and the arrangement state is made regular, light is transmitted.

【0008】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。
本発明の明細書中では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、P
DLC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。液晶層の樹脂成分をポリマ
ーと呼ぶ。
The above description of the movement of the liquid crystal of PDLC and PNLC is merely a model idea.
Although the specification of the present invention is not limited to one of the PD liquid crystal panel and the PN liquid crystal panel, the PD liquid crystal panel will be described as an example for ease of description. Also, P
DLC 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. The resin component of the liquid crystal layer is called a polymer.

【0009】高分子分散液晶パネルの動作について(図
5(a)(b))を用いて簡単に述べる。(図5(a)
(b))は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。画素電極13には薄膜トランジスタ(図示せず、以
後、TFTと呼ぶ)等が接続され、TFTのオン・オフ
により画素電極13に電圧が印加される。電圧により画
素電極13上の水滴状液晶51の液晶配向方向を可変さ
せて光を変調する。(図5(a))に示すように、電圧
を印加していない状態(OFF)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。この状態ではポ
リマー52と液晶とに屈折率差が生じ、入射光は散乱す
る。(図5(b))に示すように、画素電極13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52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11
側より出射する。なお、対向電極14にはコモン電圧が
印加される。
The operation of the polymer dispersed liquid crystal panel will be briefly described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). (Fig. 5 (a)
(B) is an explanatory view of the operation of the polymer dispersed liquid crystal panel. A thin film transistor (not shown, hereinafter referred to as a TFT) or the like is connected to the pixel electrode 13, and a voltage is applied to the pixel electrode 13 by turning on / off the TFT. The voltage modulates the liquid crystal by changing the liquid crystal alignment direction of the water droplet liquid crystal 51 on the pixel electrode 13. As shown in FIG. 5A, in the state where no voltage is applied (OFF), each water droplet liquid crystal is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 52 and the liquid crystal, and incident light is scattered. As shown in FIG. 5B, when a voltage is applied to the pixel electrode 13, 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 52 in advance, the incident light is not scattered and the array substrate 11 is not scattered.
Emit from the side. A common voltage is applied to the counter electrode 14.

【0010】以上のような高分子分散液晶を用いた液晶
パネルの一例として、特開平2−824号公報が例示さ
れる。この公報には、液晶層を白濁状態と透過状態とを
切り換えることにより光変調を行なう技術が開示されて
いる。画素構造、パネル構造等の記載はないが、従来の
TN液晶パネルの画素構造、パネル構造で液晶を高分子
分散液晶に置きかえ、高輝度表示を行なうことを意図し
ているものと考えられる。
As an example of a liquid crystal panel using the above polymer-dispersed liquid crystal, Japanese Patent Laid-Open No. 2-824 is exemplified. This publication discloses a technique for performing light modulation by switching a liquid crystal layer between a cloudy state and a transmissive state. Although the pixel structure and the panel structure are not described, it is considered that the liquid crystal is replaced with the polymer dispersed liquid crystal in the pixel structure and the panel structure of the conventional TN liquid crystal panel to achieve high brightness display.

【0011】通常、(図7)の等価回路図に示すように
各画素電極13にはTFT73が接続されている。対向
電極14と画素電極13間には高分子分散液晶(以後、
PD液晶と呼ぶ)15が狭持されている。また、TFT
73には電荷を保持するための付加コンデンサ74が形
成されている。
Usually, a TFT 73 is connected to each pixel electrode 13 as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. A polymer-dispersed liquid crystal (hereinafter,
15) which is called a PD liquid crystal. Also, TFT
An additional capacitor 74 for holding an electric charge is formed at 73.

【0012】ゲート信号線Gi(i=1〜m)にはゲー
トドライブIC71が接続されており、前記IC71は
TFT73を動作状態にする電圧(以後、オン電圧と呼
ぶ)と非動作状態にする電圧(以後、オフ電圧と呼ぶ)
を出力し、TFTのオンオフ状態を制御する。一方、ソ
ースドライブIC72はソース信号線Sj(j=1〜
n)に映像信号を出力する。ゲートドライブIC71と
ソースドライブIC72は同期制御されることにより、
各画素75に映像信号が書き込まれる。
A gate drive IC 71 is connected to the gate signal line Gi (i = 1 to m), and the IC 71 has a voltage for turning on the TFT 73 (hereinafter referred to as an ON voltage) and a voltage for turning it off. (Hereafter referred to as off voltage)
To control the on / off state of the TFT. On the other hand, the source drive IC 72 controls the source signal line Sj (j = 1 to 1).
The video signal is output to n). By synchronously controlling the gate drive IC 71 and the source drive IC 72,
A video signal is written in each pixel 75.

【0013】従来のPD液晶パネルの断面図を(図6)
に示す。ただし、各図はモデル的に描いており、説明に
不要な箇所は省略されている。また、基板厚など縮小さ
れた部分があり、また、薄膜など拡大して図示された部
分がある。
A cross-sectional view of a conventional PD liquid crystal panel (FIG. 6)
Shown in. However, each drawing is drawn as a model, and unnecessary portions for explanation are omitted. Further, there is a reduced portion such as a substrate thickness, and there is an enlarged portion such as a thin film.

【0014】対向電極基板12上には、対向電極14お
よびブラックマトリックス(以後、BMと呼ぶ)61が
形成されている。一方、アレイ基板11上にはマトリッ
クス状に画素電極13が形成され、各画素電極13には
スイッチング素子としてのTFT(図示せず)が接続さ
れている。また、アレイ基板11上にソース信号線16
およびゲート信号線(図示せず)も形成されている。
A counter electrode 14 and a black matrix (hereinafter referred to as BM) 61 are formed on the counter electrode substrate 12. On the other hand, pixel electrodes 13 are formed in a matrix on the array substrate 11, and TFTs (not shown) as switching elements are connected to each pixel electrode 13. In addition, the source signal line 16 is provided on the array substrate 11.
And a gate signal line (not shown) is also formed.

【0015】高分子分散液晶パネルをライトバルブとし
て用いた例として、特開平3−94225号公報があげ
られる。この公報では、一つの光源からの光をダイクロ
イックミラーにより赤色光(R光)、緑色光(G光)お
よび青色光(B光)の3原色の光路に分離し、各光路に
高分子分散液晶パネルをライトバルブとして配置し、前
記高分子分散液晶パネルで変調された光をダイクロイッ
クミラーで再び合成し、投写レンズで拡大投映する投写
型表示装置が開示されている。
As an example of using a polymer-dispersed liquid crystal panel as a light valve, there is JP-A-3-94225. In this publication, light from one light source is separated by a dichroic mirror into optical paths of three primary colors of red light (R light), green light (G light) and blue light (B light), and a polymer dispersed liquid crystal is provided in each optical path. There is disclosed a projection display device in which a panel is arranged as a light valve, light modulated by the polymer-dispersed liquid crystal panel is combined again by a dichroic mirror, and enlarged and projected by a projection lens.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】(図7)に示すよう
に、対向電極14と画素電極13間にはPD液晶15が
狭持されている。画素電極13上AのPD液晶は樹脂成
分と液晶成分とが相分離しているが、BM61の下Bの
PD液晶は樹脂成分が未硬化のまま残っている。通常、
PD液晶の樹脂は紫外線硬化樹脂(以後、UV樹脂と呼
ぶ)が用いられる。対向電極14と画素電極13間には
未硬化のUV樹脂とを混合させた溶液(以後、混合溶液
と呼ぶ)を注入する。その後、対向基板12側から紫外
線光(以後、UV光と呼ぶ)を照射し、混合溶液の樹脂
成分を硬化させ、液晶と樹脂成分とを相分離させる。
As shown in FIG. 7 (FIG. 7), a PD liquid crystal 15 is sandwiched between the counter electrode 14 and the pixel electrode 13. The resin component and the liquid crystal component of the PD liquid crystal on the pixel electrode 13 A are phase-separated, but the resin component of the PD liquid crystal on the lower B of the BM 61 remains uncured. Normal,
An ultraviolet curable resin (hereinafter referred to as UV resin) is used as the resin of the PD liquid crystal. A solution (hereinafter referred to as a mixed solution) in which an uncured UV resin is mixed is injected between the counter electrode 14 and the pixel electrode 13. After that, ultraviolet light (hereinafter referred to as UV light) is irradiated from the counter substrate 12 side to cure the resin component of the mixed solution and phase-separate the liquid crystal and the resin component.

【0017】BM61はクロム(Cr)等の金属材料で
形成される。したがってUV光は透過しない。そのた
め、BM61の下のUV樹脂は重合しない。したがっ
て、液体のままである。対向電極14および画素電極1
3は透明電極(ITO)で形成されているため、UV光
が透過する。
The BM 61 is formed of a metal material such as chromium (Cr). Therefore, UV light is not transmitted. Therefore, the UV resin under BM61 does not polymerize. Therefore, it remains liquid. Counter electrode 14 and pixel electrode 1
Since 3 is formed of a transparent electrode (ITO), UV light is transmitted.

【0018】UV樹脂が硬化していない部分Bが存在す
ると、液晶パネルの信頼性が悪化する。たとえば、対向
基板12が剥離しやすくなる。経時変化により液晶層1
5が変化しコントラストが低下するという現象も生じ
る。また、BMの周辺部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)が大きくなる
という現象が生じる。これは、画素電極13上の樹脂が
硬化する際、BM61下の液晶成分が画素電極上に引き
こまれるためと考えられる。平均粒子径または平均孔径
が大きいと、散乱特性は低くなる。したがって、画素周
辺部(BM近傍)が透過状態となる。画素周辺部の散乱
特性が低いため、コントラストは低い。
The presence of the part B where the UV resin is not cured deteriorates the reliability of the liquid crystal panel. For example, the counter substrate 12 is easily peeled off. Liquid crystal layer 1 due to aging
There is also a phenomenon that 5 is changed and the contrast is lowered. In addition, there occurs a phenomenon that the average particle size of the water-drop-shaped liquid crystal around the BM (or the average pore size of the polymer network) becomes large. It is considered that this is because the liquid crystal component under the BM 61 is drawn onto the pixel electrode when the resin on the pixel electrode 13 is cured. If the average particle diameter or the average pore diameter is large, the scattering property becomes low. Therefore, the pixel peripheral portion (near the BM) is in the transmissive state. The contrast is low due to the low scattering properties in the pixel periphery.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高輝度
かつ高コントラスト表示を実現できる液晶パネルとその
製造方法、および高画質表示を行なうことのできる投写
型表示装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal panel capable of realizing high brightness and high contrast display, a manufacturing method thereof, and a projection type display device capable of high quality display. .

【0020】本発明の液晶パネルは画素電極およびTF
T等がマトリックス状に形成されたアレイ基板と、対向
電極および誘電体薄膜の形成された対向基板間にPD液
晶を狭持させたものである。前記誘電体薄膜は画素電極
の形状に略一致させてパターニングされている。より具
体的には、従来の液晶パネルにおいて、BMが形成され
ていた以外の領域に形成されている。形状材料としては
酸化チタン(TiO2)あるいは一酸化ケイ素(Si
O)が例示される。
The liquid crystal panel of the present invention has a pixel electrode and a TF.
A PD liquid crystal is sandwiched between an array substrate in which T and the like are formed in a matrix and an opposing substrate on which an opposing electrode and a dielectric thin film are formed. The dielectric thin film is patterned so as to substantially match the shape of the pixel electrode. More specifically, in the conventional liquid crystal panel, the BM is formed in a region other than the region where the BM is formed. As the shape material, titanium oxide (TiO 2 ) or silicon monoxide (Si) is used.
O) is exemplified.

【0021】本発明の液晶パネルの製造方法は、前述の
構成のアレイ基板と対向基板間に混合溶液を狭持させた
後、アレイ基板と対向基板のうち少なくとも一方からU
V光を照射し、UV樹脂を硬化させて、液晶成分と樹脂
成分とを相分離させるものである。
According to the method of manufacturing a liquid crystal panel of the present invention, after the mixed solution is sandwiched between the array substrate and the counter substrate having the above-mentioned structure, U is applied from at least one of the array substrate and the counter substrate.
By irradiating V light to cure the UV resin, the liquid crystal component and the resin component are phase-separated.

【0022】また、本発明の投写型表示装置は、白色光
を放射する光源と、前記光源からの出射光をR,G,B
光の光路に分離する色分離光学系と、前記3つの光路の
それぞれに本発明の液晶パネルをライトバルブとして配
置したものである。好ましくは、R光を変調する液晶パ
ネルの誘電体薄膜の膜厚をB光を変調する液晶パネルの
誘電体薄膜の膜厚より厚くする。
Further, the projection type display device of the present invention uses a light source that emits white light and R, G, B emitted light from the light source.
A color separation optical system for separating the light into optical paths, and a liquid crystal panel of the present invention arranged as a light valve in each of the three optical paths. Preferably, the thickness of the dielectric thin film of the liquid crystal panel that modulates the R light is thicker than the thickness of the dielectric thin film of the liquid crystal panel that modulates the B light.

【0023】[0023]

【作用】TiO2またはSiOからなる薄膜はUV光を
吸収する。そのUV光の吸収割合は蒸着条件、膜厚等に
より制御できる。一方、混合溶液にUV光を照射したと
き、単位時間あたりのエネルギーが大きいと水滴状液晶
の平均粒子径は小さくなり、エネルギーが小さいと平均
粒子径は大きくなる。また、平均粒子径が小さいと透過
状態にするために要する駆動電圧は高くなる。逆に平均
粒子径が大きいと駆動電圧は低くなる。このことは、水
滴状液晶の平均粒子径をポリマーネットワークの平均孔
径におきかえても同様である。つまり、作製時、照射す
るUV光の強度により、液晶層が透過状態となる電圧を
変化できる。
The thin film made of TiO 2 or SiO absorbs UV light. The UV light absorption rate can be controlled by the vapor deposition conditions, the film thickness, and the like. On the other hand, when the mixed solution is irradiated with UV light, when the energy per unit time is large, the average particle diameter of the water droplet liquid crystal becomes small, and when the energy is small, the average particle diameter becomes large. In addition, if the average particle size is small, the driving voltage required to make the transparent state high. Conversely, if the average particle size is large, the driving voltage will be low. This is the same even if the average particle size of the water droplet liquid crystal is replaced with the average pore size of the polymer network. In other words, the voltage at which the liquid crystal layer is in a transmissive state can be changed depending on the intensity of UV light applied during manufacturing.

【0024】(図6)の構成において、BM61を除去
するとBM61下のUV樹脂も硬化し液晶層A部と同様
にすることができる。しかし、ソース信号線16と対向
電極14間の電位差があるから、前記電位差によりB部
の液晶層が透過状態となる。透過状態はソース信号線近
傍におよびソース信号線16(画素電極13)の周辺部
に光ぬけが生じる。光ぬけはコントラストの低下をひき
おこす。
In the structure shown in FIG. 6, when the BM 61 is removed, the UV resin under the BM 61 is also cured, and the same effect as in the liquid crystal layer A section can be obtained. However, since there is a potential difference between the source signal line 16 and the counter electrode 14, the potential difference causes the liquid crystal layer in the portion B to be in a transmissive state. In the transmissive state, light leakage occurs near the source signal line and around the source signal line 16 (pixel electrode 13). The lack of light causes a decrease in contrast.

【0025】画素電極13上の液晶層15は駆動電圧6
〜10(V)程度で透過状態となる。液晶パネルを製造
する際、画素電極13上の水滴状液晶の平均粒子径を6
〜10(V)で駆動できる大きさとなるようにする。こ
れは、照射するUV光を調整すればよい。前記UV光は
対向基板12、ITO14および誘電体薄膜を透過した
時、適正なエネルギーとなるようにする。一方、ソース
信号線16上等には誘電体薄膜が形成されていなけれ
ば、適正値より強いUV光が照射される。したがって、
水滴状液晶の平均粒子径は小さくなり、6〜10(V)
の電圧では液晶層は透過状態とならないようになる。例
えば、常時散乱状態である。常時散乱状態PD液晶の場
合、黒表示であるから、擬似的にBMがあるのと同様の
作用が得られる。
The liquid crystal layer 15 on the pixel electrode 13 has a driving voltage of 6
The transparent state is reached at about 10 (V). When manufacturing a liquid crystal panel, the average particle diameter of the water droplet liquid crystal on the pixel electrode 13 is set to 6
The size should be such that it can be driven at -10 (V). This can be done by adjusting the UV light to be applied. The UV light has an appropriate energy when passing through the counter substrate 12, the ITO 14, and the dielectric thin film. On the other hand, if the dielectric thin film is not formed on the source signal line 16 or the like, UV light stronger than an appropriate value is emitted. Therefore,
The average particle size of the liquid crystal in the form of water droplets becomes small, 6-10 (V)
At the voltage of, the liquid crystal layer will not be in a transmissive state. For example, it is always in a scattering state. In the case of the PD liquid crystal in the always-scattering state, since the black display is performed, the same effect as that of the pseudo BM can be obtained.

【0026】液晶パネルが変調する光が長波長(たとえ
ば赤色光)の場合、良好なコントラストを得るためには
水滴状液晶の平均粒子径は大きい方がよい。光が短波長
(たとえば、青色光)の場合、良好なコントラストを得
るためには、平均粒子径は小さい方がよい。誘電体薄膜
はUV光を吸収し、その膜厚により吸収割合を可変でき
る。したがって、液晶パネルが変調する光の波長に応じ
て、異なる膜厚の誘電体薄膜を形成した対向基板12を
用い、UV光は一定強度で照射すれば、所望の特性のP
D液晶パネルを得ることができる。
When the light modulated by the liquid crystal panel has a long wavelength (for example, red light), the average particle diameter of the water droplet liquid crystal is preferably large in order to obtain good contrast. When the light has a short wavelength (for example, blue light), the average particle size is preferably small in order to obtain good contrast. The dielectric thin film absorbs UV light, and the absorption ratio can be changed depending on its thickness. Therefore, if the counter substrate 12 on which the dielectric thin film having a different thickness is formed is used according to the wavelength of the light modulated by the liquid crystal panel and the UV light is irradiated at a constant intensity, the P of the desired characteristic is obtained.
A D liquid crystal panel can be obtained.

【0027】[0027]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明をする。(図1)は本発明の液晶パネ
ルの断面図である。対向基板12上には誘電体薄膜17
がパターニングされて形成されている。薄膜17の形成
は画素電極13の形状と略一致する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the liquid crystal panel of the present invention. A dielectric thin film 17 is formed on the counter substrate 12.
Are patterned and formed. The formation of the thin film 17 substantially matches the shape of the pixel electrode 13.

【0028】より具体的な設計形状としては、従来の液
晶パネルのBM61の開口部の形状である。したがっ
て、前記薄膜17の形成面積は画素電極13の面積より
小さい。これは、(図1)に示すように、画素電極13
の周辺部の水滴状液晶の平均粒子径を最適値より小さく
して、通常の駆動電圧では液晶層15が透過状態となら
ないようにするためである。
A more specific design shape is the shape of the opening of the BM 61 of the conventional liquid crystal panel. Therefore, the formation area of the thin film 17 is smaller than the area of the pixel electrode 13. This is the pixel electrode 13 as shown in FIG.
This is because the average particle diameter of the water-drop-like liquid crystal in the peripheral portion of is smaller than the optimum value so that the liquid crystal layer 15 does not enter the transmissive state at a normal driving voltage.

【0029】誘電体薄膜17の形状材料としてTiO2
あるいはSiOが例示される。TiO2の屈折率nは
2.3、SiOの屈折率nは1.7である。両材料は紫
外線領域の波長の光を吸収し、可視光を透過する。ただ
し、吸収する波長帯域および吸収率は蒸着条件により変
化するので、実験をくりかえして設定をする必要があ
る。一例として実験によれば、TiO2の場合、前記膜
の物理的膜厚が0.075μmの時、光吸収率は350
nmの波長の光に対して40%、360nmでは37
%、370nmでは30%、380nmでは16%であ
り、可視光ではほとんど吸収がなかった。SiOは多少
可視光を吸収するので、この意味からTiO2の方が好
ましい。パターニングはTiO2は硫酸で、SiOはフ
ッ化水素酸(フッ酸)のエッチング処理により行なえば
よい。
TiO 2 is used as a material for the dielectric thin film 17.
Alternatively, SiO is exemplified. The refractive index n of TiO 2 is 2.3, and the refractive index n of SiO is 1.7. Both materials absorb light with wavelengths in the ultraviolet range and transmit visible light. However, since the absorption wavelength band and the absorption rate change depending on the vapor deposition conditions, it is necessary to repeat the experiment and set the settings. As an example, according to the experiment, in the case of TiO 2 , when the physical film thickness of the film is 0.075 μm, the light absorption rate is 350.
40% for light with a wavelength of nm, 37 for 360 nm
% At 370 nm and 16% at 380 nm, there was almost no absorption in visible light. Since SiO absorbs visible light to some extent, TiO 2 is preferable in this sense. The patterning may be performed by etching the TiO 2 with sulfuric acid and the SiO with hydrofluoric acid (hydrofluoric acid).

【0030】誘電体薄膜17上には対向電極14が形成
されている。前記対向電極14はITOである。なお、
対向基板12上に対向電極14を形成し、前記電極14
上に誘電体薄膜17を形成してもよい。特にSiOの場
合はエッチングの観点からITO14上に形成する方が
よい。これは、ガラス基板12もエッチング液により溶
けるからである。
The counter electrode 14 is formed on the dielectric thin film 17. The counter electrode 14 is ITO. In addition,
A counter electrode 14 is formed on the counter substrate 12, and the electrode 14
You may form the dielectric thin film 17 on it. Particularly in the case of SiO, it is better to form it on the ITO 14 from the viewpoint of etching. This is because the glass substrate 12 is also melted by the etching liquid.

【0031】(図1)では図示していないが、各画素電
極13にはスイッチング素子としてのTFT73が接続
されている。前記TFTにはTFTの半導体層に光が入
射し、ホトコンダクタ現象が生じないように遮光膜が形
成されている。遮光膜の形成方式としては、TFT上に
カーボンを分散させたアクリル樹脂をコーティングする
方法、絶縁薄膜を形成し、前記絶縁薄膜上に金属薄膜か
らなる遮光膜を形成する方法が例示される。
Although not shown in FIG. 1, a TFT 73 as a switching element is connected to each pixel electrode 13. A light shielding film is formed on the TFT so that light is not incident on the semiconductor layer of the TFT and a photoconductor phenomenon does not occur. Examples of the method of forming the light-shielding film include a method of coating a TFT with an acrylic resin in which carbon is dispersed, a method of forming an insulating thin film, and a method of forming a light-shielding film made of a metal thin film on the insulating thin film.

【0032】なお、本発明細では画素電極13にTFT
を配置したアクティブマトリックス型液晶パネルを例に
あげて説明をしているが、誘電体薄膜17を形成すると
いう本発明の技術的思想は単純マトリックス型液晶パネ
ルにも応用できるものである。したがって、本発明の技
術範囲および技術的思想は単純マトリックス型液晶パネ
ルも含むものである。
In the present invention, the pixel electrode 13 has a TFT.
Although an active matrix type liquid crystal panel in which the above are arranged is described as an example, the technical idea of the present invention of forming the dielectric thin film 17 can be applied to a simple matrix type liquid crystal panel. Therefore, the technical scope and technical idea of the present invention includes a simple matrix type liquid crystal panel.

【0033】画素電極51と対向信号線41間には高分
子分散液晶が狭持される。本発明の液晶パネルに用いる
液晶材料としては、ネマティック液晶、スメクティック
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
のうちシアノビフェニル系のネマティック液晶またはク
ロル系のネマティック液晶が好ましい。中でもクロル系
のネマティック液晶は光による分解等が少なく、安定で
ある。また、液晶層の電荷保持率も90%以上と高く作
製することができ、耐熱性も良好で好ましい。樹脂材料
としては透明な高分子が好ましく、製造工程の容易さ、
液晶との分離等の点よりUV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UV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、UV光を照射することによって
樹脂のみ重合反応を起こして高分子となり、液晶のみが
相分離する。
Polymer dispersed liquid crystal is sandwiched between the pixel electrode 51 and the counter signal line 41. 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 a single or two
A mixture containing more than one kind of liquid crystal compound or a substance other than the liquid crystal compound may be used. Among the above-mentioned liquid crystal materials, a cyanobiphenyl-based nematic liquid crystal or a chloro-based nematic liquid crystal is preferable. Among them, the chloro nematic liquid crystal is stable because it is not easily decomposed by light. In addition, the charge retention ratio of the liquid crystal layer can be made as high as 90% or more, and the heat resistance is good, which is preferable. A transparent polymer is preferable as the resin material, which facilitates the manufacturing process.
It is preferable to use a UV curing type resin from the viewpoint of separation from the liquid crystal. As a specific example, a UV-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. When these are irradiated with UV light, only the resin undergoes a polymerization reaction to become a polymer, and only the liquid crystal undergoes phase separation.

【0034】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レート、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,
Examples include trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate and the like.

【0035】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 and polyurethane acrylate.

【0036】また、重合を速やかに行う為に重合開始剤
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−
社製「イルガキュア651」)等が該当する。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
を適宜併用してもよい。
A polymerization initiator may be used in order to carry out the polymerization rapidly, and as an example thereof, 2-hydroxy-2-
Methyl-1-phenylpropan-1-one-(“Darocur 1173” manufactured by Merck & Co., Inc.), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1.
-On ("Darocur 1116" manufactured by Merck & Co., Inc.), 1-vidroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba gaiki-
For example, "Irgacure 651" manufactured by the company is applicable. In addition, a chain transfer agent, a photosensitizer, a dye, a cross-linking agent and the like may be appropriately used as an optional component.

【0037】この際、高分子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には、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。この際に
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0.5μ
m〜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
の平均粒子径もしくはポリマーネットワークの平均孔径
は0.8μm〜3.0μmの範囲がよい。この為にもU
V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、液晶材料と高分子材料の配向比は9
0:10〜30:70であり、中でも50:50〜9
0:10の範囲が好ましい。
At this time, when the amount of the liquid crystal is smaller than that of the polymer resin, the independent liquid crystal in the form of water drops is formed. On the other hand, when the amount of the liquid crystal is large, the resin matrix is formed. It exists in a liquid crystal material in the form of particles or a network, and the liquid crystal is formed so as to form a continuous layer. At this time, 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 0.5 μm.
Unless it is in the range of m to several μm, the scattering performance of incident light is poor and the contrast cannot be improved. The average particle size of the water-drop liquid crystal or the average pore size of the polymer network is preferably in the range of 0.8 μm to 3.0 μm. Because of this, U
It must be a material that can be cured in a short time, such as V resin. Further, the orientation ratio of the liquid crystal material and the polymer material is 9
0:10 to 30:70, and especially 50:50 to 9
The range of 0:10 is preferable.

【0038】先に説明した水滴状液晶の平均粒子径等の
事項は画素電極13上の液晶のことである。ソース信号
線13上等のそれよりも小さく形成する。これは、通常
の駆動電圧(6〜10(V))で透過状態とならないよ
うにするためである。
The matters such as the average particle diameter of the liquid crystal droplets described above are the liquid crystals on the pixel electrodes 13. It is formed smaller than that on the source signal line 13 or the like. This is to prevent the transmission state from occurring at a normal drive voltage (6 to 10 (V)).

【0039】次に本発明の液晶パネルの製造方法につい
て(図2)を中心として説明をする。まず、アレイ基板
11に画素電極13等を形成する方法は、従来と同様で
あるから省略する。
Next, the manufacturing method of the liquid crystal panel of the present invention will be described mainly with reference to FIG. First, the method of forming the pixel electrodes 13 and the like on the array substrate 11 is the same as the conventional method, and therefore will be omitted.

【0040】対向基板12にまず、対向電極14として
のITO薄膜を形成する。前記ITOの屈折率は2.0
前後である。また膜厚は液晶パネルが変調する光の波長
が緑色光(以後、G光と呼ぶ)の時は1300オングス
トローム前後が好ましい。赤色光(以後、R光と呼ぶ)
の時は前記膜厚より厚く、青色光(以後、B光と呼ぶ)
の場合は薄くする。
First, an ITO thin film as the counter electrode 14 is formed on the counter substrate 12. The refractive index of ITO is 2.0.
Before and after. The film thickness is preferably around 1300 angstroms when the wavelength of light modulated by the liquid crystal panel is green light (hereinafter referred to as G light). Red light (hereafter called R light)
At the time of, it is thicker than the above-mentioned film thickness, and blue light (hereinafter referred to as B light)
If, make thin.

【0041】次に、ITO14上にTiO2からなる薄
膜を形成する。膜厚は、UV樹脂を硬化させるために用
いる高圧水銀ランプの放射紫外線波長および分光分布等
により、実験により定めなければならない。また、Si
Oの場合も同様であるが、TiO2等はその蒸着条件に
より紫外線吸収率が変化する。その意味からも、一定蒸
着して実験的に確かめることが必要である。重要なこと
は液晶層15の領域Aに達するUV光21aの強さを領
域BのUV光21bの30〜70%にすることである。
一例として、TiOは膜厚0.1μmで350nmの波
長のUV光を約50%吸収する。TiO2膜等は可視光
の波長帯域の吸収はほとんどない。したがって、UV樹
脂を硬化させる際に液晶層15に入射するUV光の強さ
を制御でき、光変調時はTiO217膜は可視光の透過
に対し影響を与えない。
Next, a thin film made of TiO 2 is formed on the ITO 14. The film thickness must be determined experimentally by the radiated ultraviolet wavelength of a high pressure mercury lamp used for curing the UV resin, the spectral distribution, and the like. Also, Si
The same applies to the case of O, but the ultraviolet absorption rate of TiO 2 or the like changes depending on the vapor deposition conditions. From that point of view, it is necessary to experimentally confirm by constant deposition. What is important is that the intensity of the UV light 21a reaching the area A of the liquid crystal layer 15 is set to 30 to 70% of that of the UV light 21b of the area B.
As an example, TiO has a film thickness of 0.1 μm and absorbs about 50% of UV light having a wavelength of 350 nm. A TiO 2 film or the like has almost no absorption in the visible light wavelength band. Therefore, the intensity of UV light incident on the liquid crystal layer 15 when the UV resin is cured can be controlled, and the TiO 2 17 film does not affect the transmission of visible light during light modulation.

【0042】次に、アレイ基板11と対向基板12を、
対向電極14とを画素電極13とが互いに対向するよう
に張り合わせる。スペーサとして直径13μmのガラス
繊維を分散したUV硬化型の封止樹脂を用いる。次に、
UV光照射によって、前記樹脂を硬化し空セルを完成す
る。
Next, the array substrate 11 and the counter substrate 12 are
The counter electrode 14 and the pixel electrode 13 are attached so as to face each other. As the spacer, a UV curable sealing resin in which glass fibers having a diameter of 13 μm are dispersed is used. next,
The resin is cured by UV light irradiation to complete an empty cell.

【0043】次に、PD液晶材料として、(表1)に示
す材料および重量比からなる混合溶液を準備した。
Next, as a PD liquid crystal material, a mixed solution having the materials shown in (Table 1) and a weight ratio was prepared.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】(表1)に示した混合溶液のネマティック
−アイソトロピック相転移温度は、メトラーFP900
熱分析システムを用いて測定した結果、30.5℃であ
った。
The nematic-isotropic phase transition temperature of the mixed solution shown in (Table 1) is METTLER FP900.
As a result of measurement using a thermal analysis system, it was 30.5 ° C.

【0046】引き続いて、この混合溶液を加圧注入方法
によって前記空セルに注入を行なう。その後、50℃の
温度にパネルを加熱し、その状態で光源に超高圧水銀灯
を用いて、対向基板12側から混合溶液に紫外線(基板
面での照射強度:30mW/cm2)を150秒照射
し、PD液晶パネルを完成した。こうして完成した液晶
パネルは、無電界状態で表示領域全面に渡り均一な白濁
状態を示し、また6(V)の電圧によってむらの無い均
一な透過状態が得られた。また、ソース信号線上の液晶
は前記電圧ではほとんど透過状態とならなかった。ポリ
マーネットワークの平均孔径は液晶層のAの領域で1.
2〜2.0μm程度となり、Bの領域ではほぼ1.0μ
m以下に形成されていた。
Subsequently, the mixed solution is injected into the empty cell by a pressure injection method. After that, the panel is heated to a temperature of 50 ° C., and in that state, an ultraviolet ray (irradiation intensity on the substrate surface: 30 mW / cm 2 ) is irradiated to the mixed solution from the counter substrate 12 side for 150 seconds by using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. Then, the PD liquid crystal panel was completed. The liquid crystal panel thus completed showed a uniform opaque state over the entire display area in the absence of an electric field, and a uniform transmission state without unevenness was obtained by a voltage of 6 (V). Further, the liquid crystal on the source signal line was hardly in the transmissive state at the above voltage. The average pore size of the polymer network is 1.
2 to 2.0 μm, which is approximately 1.0 μm in the B region.
It was formed below m.

【0047】なお、ポリマーネットワークの平均孔径ま
たは水滴状液晶の平均粒子径は、液晶パネルが変調する
光がR光の場合は1.5〜2.0μm、G光の場合は
1.3〜1.7μm、B光の場合は1.0〜1.5μm
にするとコントラストは良好となる。
The average pore size of the polymer network or the average particle size of the water droplet liquid crystal is 1.5 to 2.0 μm when the light modulated by the liquid crystal panel is R light, and 1.3 to 1 when it is G light. 0.7 μm, 1.0 to 1.5 μm for B light
When set to 1, the contrast becomes good.

【0048】誘電体薄膜17のUV光の透過率を20%
以下にし、アレイ基板11と対向基板12の双方からU
V光を照射し、UV樹脂を硬化させる方法もある。主と
して画素電極上13上の樹脂を硬化させるのはアレイ基
板11側からのUV光で行なう。アレイ基板13側から
照射するUV光は、誘電体薄膜17が形成されていない
ため、あまり減衰せず、領域Aに致する。したがって、
前記UV光の強度は、A領域の液晶が6〜10(V)で
透過状態となる強さにする。一方、対向基板12側から
は強いUV光を照射する。領域Aには誘電体薄膜17が
形成されているからUV光は減衰し、B領域には強く入
射する。したがって、B領域の水滴状液晶の平均粒子径
または平均孔子径は非常に小さくなり、通常の駆動電圧
では透過しなくなり、たえず散乱状態となる。UV光は
アレイ基板11と対向基板12側から同時に照射しても
よいし、まずアレイ基板11側から照射し、次に対向基
板12側から照射しても良い。
The transmittance of UV light of the dielectric thin film 17 is 20%.
Below, U from both the array substrate 11 and the counter substrate 12
There is also a method of irradiating V light to cure the UV resin. The resin on the pixel electrodes 13 is mainly cured by UV light from the array substrate 11 side. The UV light emitted from the array substrate 13 side is not attenuated so much and falls on the region A because the dielectric thin film 17 is not formed. Therefore,
The intensity of the UV light is set such that the liquid crystal in the A region is in a transmissive state at 6 to 10 (V). On the other hand, strong UV light is emitted from the counter substrate 12 side. Since the dielectric thin film 17 is formed in the area A, the UV light is attenuated and is strongly incident on the area B. Therefore, the average particle diameter or average pore diameter of the water droplet liquid crystal in the B region becomes very small, and the liquid crystal does not pass through at a normal driving voltage, and is in a scattering state. The UV light may be simultaneously irradiated from the array substrate 11 and the counter substrate 12 side, or may be first irradiated from the array substrate 11 side and then from the counter substrate 12 side.

【0049】以下、図面を参照しながら本発明の投写型
表示装置について説明する。(図3)は本発明の投写型
表示装置の構成図である。ただし、説明に不要な構成要
素は省略している。(図3)において、31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のメタ
ルハライドランプあるいはキセノンランプを配置してい
る。前記ランプはアーク長ができるだけ短いものを使用
することが望ましい。一般的にキセノンランプのアーク
長は2mm以下であり、本発明の投写型表示装置の用途
として十分である。しかし、寿命が短いという欠点があ
る。メタルハライドランプは250Wクラスのもので、
アーク長は6mm程度である。これはアーク長が長す
ぎ、好ましくない。アーク長は5mm以下が好ましい。
メタルハライドランプは消費電力が小さいものであれば
短アークのものが販売されている。一例として、岩崎電
気株式会社より120Wでアーク長3mm強のものがあ
る。
The projection display device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of the projection display device of the present invention. However, components that are unnecessary for the description are omitted. In FIG. 3, reference numeral 31 is a condensing optical system in which a concave mirror and a metal halide lamp or a xenon lamp as a light generating means are arranged. It is desirable to use a lamp having an arc length as short as possible. Generally, the arc length of a xenon lamp is 2 mm or less, which is sufficient for the application of the projection display device of the present invention. However, it has a short life. Metal halide lamp is of 250W class,
The arc length is about 6 mm. This is not preferable because the arc length is too long. The arc length is preferably 5 mm or less.
Short arc arc metal halide lamps are sold as long as they have low power consumption. As an example, there is one having 120 W and an arc length of 3 mm or more from Iwasaki Electric Co., Ltd.

【0050】凹面鏡はランプのアーク長にあわせて適正
値に設計する。また、投写レンズのF値も同様である。
一例としてアーク長が4mmであれば投写レンズのF値
はF8程度にし、3mmであればF値はF10程度に設
定する。本発明で用いたランプはアーク長が3.5mm
のメタルハライドランプであり、凹面鏡は球面状のもの
を用い、また、投写レンズのF値はF9である。
The concave mirror is designed to have an appropriate value according to the arc length of the lamp. The same applies to the F value of the projection lens.
As an example, if the arc length is 4 mm, the F value of the projection lens is set to about F8, and if it is 3 mm, the F value is set to about F10. The lamp used in the present invention has an arc length of 3.5 mm
In this case, the concave mirror uses a spherical mirror, and the F value of the projection lens is F9.

【0051】32は赤外線および紫外線を反射させて有
視光のみを透過させるUVIRカットフィルタである。
また、33aはB光を反射させるダイクロイックミラー
(以後、BDMと呼ぶ)、33aはG光を反射させるダ
イクロイックミラー(以後、GDMと呼ぶ)、33cは
R光を反射させるダイクロイックミラー(以後、RDM
と呼ぶ)である。なお、BDM33aからRDM33c
の配置は同図の順序に限定するものではない。また、最
後のRDM33c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。
A UVIR cut filter 32 reflects infrared rays and ultraviolet rays and transmits only visible light.
Further, 33a is a dichroic mirror that reflects B light (hereinafter referred to as BDM), 33a is a dichroic mirror that reflects G light (hereinafter referred to as GDM), and 33c is a dichroic mirror that reflects R light (hereinafter referred to as RDM).
Is called). In addition, from BDM33a to RDM33c
The arrangement of is not limited to the order shown in FIG. It goes without saying that the final RDM 33c may be replaced with a total reflection mirror.

【0052】34a、34bおよび34cは本発明の液
晶パネルである。本発明の投写型表示装置では、本発明
の液晶パネルをライトバルブとして用いる。なお、R光
を変調する液晶パネルを他の液晶パネルに比較して水滴
状液晶の平均粒子径を大きく、もしくは液晶膜厚を厚め
にして構成する。これは光が長波調になるほど散乱特性
が低下し、コントラストが低くなってしまうためであ
る。水滴状液晶の平均粒子径は、誘電体薄膜17の膜厚
により紫外線光を制御することができる。つまり、R光
を変調するPD液晶パネルを作製する際、画素上の液晶
層に照射するUV光の強度をG光のPD液晶パネルより
も10から30%小さくなるようにする。また、B光を
変調するPD液晶パネルを作製する際、画素上の液晶層
に照射するUV光の強度をG光のPD液晶パネルよりも
10から30%大きくなるようにする。これは、有殿対
薄膜17の膜厚を変化させることにより行うことができ
る。UV光の制御に関する以上の事項は、(図4)の投
写型表示装置についても同様である。液晶膜厚は液晶層
のビーズ径を変化することにより調整できる。35a、
35bおよび35cは、レンズ、37a、37bおよび
37cは投写レンズ、36a、36bおよび36cは絞
りとしてのアパーチャである。なお、35、36および
37で投写光学系を構成している。なお、アパーチャ
は、投写型表示装置の動作の説明上図示したものであ
る。アパーチャは投写レンズの集光角を規定するもので
あるから、投写レンズの機能に含まれるものとして考え
ればよい。つまりF値が大きければ、アパーチャの穴径
は小さいと考えることができる。高コントラスト表示を
得るためには、投写レンズのF値は大きいほどよい。し
かし、大きくなると白表示の輝度は低下する。
Reference numerals 34a, 34b and 34c are liquid crystal panels of the present invention. In the projection display device of the present invention, the liquid crystal panel of the present invention is used as a light valve. It should be noted that the liquid crystal panel that modulates the R light is configured such that the average particle diameter of the water droplet liquid crystal is larger or the liquid crystal film thickness is thicker than other liquid crystal panels. This is because the longer the wavelength of light is, the lower the scattering characteristic is, and the lower the contrast is. The average particle diameter of the liquid crystal in the form of water droplets can be controlled by ultraviolet light depending on the film thickness of the dielectric thin film 17. That is, when a PD liquid crystal panel that modulates R light is manufactured, the intensity of UV light with which a liquid crystal layer on a pixel is irradiated is set to be 10 to 30% lower than that of a G liquid PD liquid crystal panel. Further, when a PD liquid crystal panel that modulates B light is manufactured, the intensity of UV light with which a liquid crystal layer on a pixel is irradiated is set to be 10 to 30% higher than that of a G liquid crystal PD liquid crystal panel. This can be done by changing the thickness of the barrier-to-thin film 17. The above items regarding the control of the UV light are the same for the projection display device (FIG. 4). The liquid crystal film thickness can be adjusted by changing the bead diameter of the liquid crystal layer. 35a,
Reference numerals 35b and 35c are lenses, 37a, 37b and 37c are projection lenses, and 36a, 36b and 36c are apertures as diaphragms. Note that 35, 36 and 37 form a projection optical system. The aperture is illustrated for the purpose of explaining the operation of the projection display device. Since the aperture defines the converging angle of the projection lens, it may be considered as included in the function of the projection lens. That is, if the F value is large, it can be considered that the hole diameter of the aperture is small. In order to obtain a high contrast display, the larger the F value of the projection lens, the better. However, the larger the brightness, the lower the brightness of white display.

【0053】以下、本発明の投写型表示装置の動作につ
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31から白
色光が照射され、この白色光のB光成分はBDM33a
により反射される。このB光は液晶パネル34aに入射
する。液晶パネル34aは、(図5(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 projection display device of the present invention will be described below. Since the R, G, and B light modulation systems have almost the same operation, the B light modulation system will be described as an example. First, white light is emitted from the condensing optical system 31, and the B light component of this white light is BDM 33a.
Is reflected by. This B light enters the liquid crystal panel 34a. As shown in FIGS. 5A and 5B, the liquid crystal panel 34a controls the scattering and transmission states of the incident light according to the signal applied to the pixel electrode to modulate the light.

【0054】散乱した光はアパーチャ36aで遮光さ
れ、逆に平行光または所定角度内の光はアパーチャ36
aを通過する。変調された光は投写レンズ37a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。
同様に液晶表示装置34bはG光成分の光を変調し、ま
た、液晶表示装置34c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 36a, and conversely, the parallel light or the light within a predetermined angle is opened by the aperture 36a.
Pass a. The modulated light is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 37a. As described above, the B light component of the image is displayed on the screen.
Similarly, the liquid crystal display device 34b modulates the G light component light, and the liquid crystal display device 34c modulates the R light component light so that a color image is displayed on the screen.

【0055】(図3)は3つの投写レンズ37によりス
クリーンに拡大投映する方式であるが、一つの投写レン
ズで拡大投映する方式もある。その構成図を(図4)に
示す。なお、液晶パネルは(図3)で用いたものと同様
のものを用いる。
Although (FIG. 3) is a system for enlarging and projecting onto the screen by three projection lenses 37, there is also a system for enlarging and projecting with one projection lens. The block diagram is shown in FIG. A liquid crystal panel similar to that used in (FIG. 3) is used.

【0056】ここでは説明を容易にするため、47Gを
G光の映像を表示する液晶パネル、37RをR光の映像
を表示する液晶パネル、37BをB光の映像を表示する
液晶パネルとする。したがって、各ダイクロイックミラ
ーを透過および反射する波長は、ダイクロイックミラー
35aはR光を反射し、G光とB光を透過する。また、
ダイクロイックミラー35bはG光を反射し、R光を透
過させる。また、ダイクロイックミラー35dはB光を
反射させ、G光およびR光を透過する。
Here, for ease of explanation, it is assumed that 47G is a liquid crystal panel that displays a G light image, 37R is a liquid crystal panel that displays an R light image, and 37B is a liquid crystal panel that displays a B light image. Therefore, regarding the wavelengths that are transmitted and reflected by each dichroic mirror, the dichroic mirror 35a reflects R light and transmits G light and B light. Also,
The dichroic mirror 35b reflects G light and transmits R light. The dichroic mirror 35d reflects B light and transmits G light and R light.

【0057】メタルハライドランプから出射された光は
全反射ミラー43aにより反射され、光の方向を変化さ
せられる。次に前記光はUVIRカットフィルタ44に
より紫外線領域および赤外線領域の波長の光がカットさ
れる。紫外線および赤外線をカットされた光はダイクロ
イックミラー45a、45bによりR・G・B光の3つ
の波長領域に分離され、R光はフィールドレンズ46R
に、G光はフィールドレンズ46Gに、B光はフィール
ドレンズ46Bに入射する。各フィールドレンズ46は
各光を集光し、液晶パネル47はそれぞれ映像信号に対
応して液晶の配向を変化させ、光を変調する。このよう
に変調されたR・G・B光は、ダイクロイックミラー4
5c、45dにより合成され、投映レンズ48によりス
クリーンに拡大投映される。
The light emitted from the metal halide lamp is reflected by the total reflection mirror 43a, and the direction of the light is changed. Next, the UVIR cut filter 44 cuts the light having wavelengths in the ultraviolet region and the infrared region. The light from which the ultraviolet rays and the infrared rays are cut is separated into three wavelength regions of R, G, and B lights by the dichroic mirrors 45a and 45b, and the R light is the field lens 46R.
Then, the G light enters the field lens 46G and the B light enters the field lens 46B. Each field lens 46 collects each light, and the liquid crystal panel 47 changes the orientation of the liquid crystal corresponding to the video signal to modulate the light. The R, G, B lights modulated in this way are transmitted to the dichroic mirror 4
The images are combined by 5c and 45d and enlarged and projected on the screen by the projection lens 48.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルは、
ブラックマトリクスを形成していないため、液晶層内に
未重含のUV樹脂が残留することがなくなり、第1の基
板、第2の基板等がヒートショック等により剥離するこ
とがなく、また、径時変化もおこしにくく、安定であ
る。
As described above, the liquid crystal panel of the present invention is
Since the black matrix is not formed, the UV resin that does not include the heavy resin does not remain in the liquid crystal layer, the first substrate, the second substrate, etc. do not peel off due to heat shock, etc. It is stable and does not easily change over time.

【0059】また、UV樹脂を硬化時に、誘電体薄膜に
よって最適なUV光の強さに設定でき、信号線上の液晶
層は通常の駆動電圧では透過状態とならないようにでき
るため、画素周辺部の光もれを防止でき、表示コントラ
ストを向上できる。
When the UV resin is cured, the dielectric thin film can be used to set the optimum UV light intensity, and the liquid crystal layer on the signal line can be prevented from being in a transmissive state at a normal driving voltage. Light leakage can be prevented and display contrast can be improved.

【0060】本発明の投写型表示装置は本発明の液晶パ
ネルをライトバルブとして用いることにより、高コント
ラスト、高輝度表示を実現できる。また、変調する光の
波長に応じてポリマーネットワークの平均孔径等を変化
させているため、波長依存がなく良好な画素表示を行な
える。
The projection type display device of the present invention can realize high contrast and high brightness display by using the liquid crystal panel of the present invention as a light valve. Further, since the average pore diameter of the polymer network is changed according to the wavelength of the modulated light, good pixel display can be performed without wavelength dependence.

【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FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の液晶パネルの製造方法の説明図FIG. 2 is an explanatory view of a method for manufacturing a liquid crystal panel of the present invention.

【図3】本発明の一実施例における投写型表示装置の構
成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例における投写型表示装置の
構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a projection display device according to another embodiment of the present invention.

【図5】高分子分散液晶の動作の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the polymer-dispersed liquid crystal.

【図6】従来の液晶パネルの断面図FIG. 6 is a sectional view of a conventional liquid crystal panel.

【図7】液晶パネルの等価回路図FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 アレイ基板 12 対向基板 13 画素電極 14 対向電極 15 液晶層 16 ソース信号線 21 紫外線 31、42 集光光学系 32、44 UVIRカットフィルタ 33a、33b、33c、45a、45b、45c、4
5d ダイクロイックミラー 34a、34b、34c、47R、47G、47B 液
晶パネル 35a、35b、35c、37a、37b、37c レ
ンズ 36a、36b、36c アパーチャ 41 匡体 43a、43b、43c ミラー 46R、46G、46B フィールドレンズ 48 投写レンズ 51 水滴状液晶 52 ポリマー 61 ブラックマトリックス 71 ゲートドライブIC 72 ソースドライブIC 73 TFT 74 付加コンデンサ 75 画素
11 Array Substrate 12 Counter Substrate 13 Pixel Electrode 14 Counter Electrode 15 Liquid Crystal Layer 16 Source Signal Line 21 Ultraviolet Rays 31, 42 Condensing Optical System 32, 44 UVIR Cut Filter 33a, 33b, 33c, 45a, 45b, 45c, 4
5d Dichroic mirror 34a, 34b, 34c, 47R, 47G, 47B Liquid crystal panel 35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c Lens 36a, 36b, 36c Aperture 41 Frame 43a, 43b, 43c Mirror 46R, 46G, 46B Field lens 48 Projection Lens 51 Water Drop Liquid Crystal 52 Polymer 61 Black Matrix 71 Gate Drive IC 72 Source Drive IC 73 TFT 74 Additional Capacitor 75 Pixel

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画素電極がマトリックス状に配置された第
1の基板と、 誘電体薄膜と、透明電極とが形成された第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板間に狭持された、光散乱状
態の変化として光学像を形成する光変調層とを具備し、 前記誘電体薄膜は画素電極に対応してパターニングされ
ていることを特徴とする液晶パネル。
1. A first substrate on which pixel electrodes are arranged in a matrix, a second substrate on which a dielectric thin film and a transparent electrode are formed, and between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal panel, comprising: a light modulation layer which is sandwiched and forms an optical image as a change of a light scattering state, wherein the dielectric thin film is patterned corresponding to a pixel electrode.
【請求項2】画素電極がマトリックス状に配置された第
1の基板と、 紫外線を吸収し可視光を透過する誘電体薄膜と、透明電
極とが形成された第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板間に狭持された高分子分散
液晶とを具備し、 前記誘電体薄膜は画素電極に対応してパターニングさ
れ、かつ前記薄膜は画素電極に対応してパターニングさ
れ、前記薄膜は前記透明電極上または透明電極下に形成
されており、前記画素電極と前記誘電体薄膜間に狭持さ
れた高分子分散液晶の液晶の平均粒子径またはポリマー
ネットワークの平均孔径が、前記以外の任意の部分の高
分子分散液晶の液晶の平均粒子径またはポリマーネット
ワークの平均孔径よりも大きいことを特徴とする液晶パ
ネル。
2. A first substrate on which pixel electrodes are arranged in a matrix, a second substrate on which a dielectric thin film that absorbs ultraviolet rays and transmits visible light, and a transparent electrode are formed; And a polymer dispersed liquid crystal sandwiched between the second substrate and the second substrate, wherein the dielectric thin film is patterned corresponding to a pixel electrode, and the thin film is patterned corresponding to a pixel electrode, The thin film is formed on the transparent electrode or below the transparent electrode, and the average particle diameter of the liquid crystal of the polymer dispersed liquid crystal or the average pore diameter of the polymer network sandwiched between the pixel electrode and the dielectric thin film is other than the above. A liquid crystal panel characterized by having a larger average particle diameter of the liquid crystal of the polymer-dispersed liquid crystal of any part of the above or the average pore diameter of the polymer network.
【請求項3】誘電体薄膜は酸化チタン(TiO2)また
は一酸化ケイ素(SiO)であることを特徴とする請求
項1または請求項2記載の液晶パネル。
3. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the dielectric thin film is titanium oxide (TiO 2 ) or silicon monoxide (SiO).
【請求項4】一画素電極に対応する誘電体薄膜の面積は
前記画素電極よりも小さいことを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の液晶パネル。
4. A liquid crystal panel according to claim 1, wherein the area of the dielectric thin film corresponding to one pixel electrode is smaller than that of the pixel electrode.
【請求項5】各画素電極には前記画素電極に信号を書き
込むスイッチング素子が配置されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の液晶パネル。
5. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein each pixel electrode is provided with a switching element for writing a signal to the pixel electrode.
【請求項6】高分子分散液晶は、紫外線により硬化する
樹脂成分と、ネマティック液晶成分から構成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の液晶パ
ネル。
6. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the polymer-dispersed liquid crystal is composed of a resin component that is cured by ultraviolet rays and a nematic liquid crystal component.
【請求項7】第1と第2のガラス基板を準備し、前記第
1のガラス基板にマトリックス状に画素電極を形成する
第1の工程と、 前記第2の基板に対向電極、および前記画素電極形状に
対応した誘電体薄膜パターンを形成する第2の工程と、 前記第1の基板と第2の基板とを所定間隔をあけて、前
記間隔に光硬化樹脂と液晶を混合させた溶液を狭持させ
る第3の工程と、 第2の基板側から光を照射し、前記光硬化樹脂を硬化さ
せ、液晶と樹脂とを相分離させる第4の工程とを行なう
ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
7. A first step of preparing first and second glass substrates and forming pixel electrodes in a matrix on the first glass substrate; a counter electrode on the second substrate; and the pixel. A second step of forming a dielectric thin film pattern corresponding to the electrode shape, and a solution prepared by mixing the first substrate and the second substrate with a predetermined interval and mixing the photocurable resin and the liquid crystal in the interval. A liquid crystal panel comprising: a third step of holding the liquid crystal panel; and a fourth step of irradiating light from the second substrate side to cure the photocurable resin and phase-separate the liquid crystal and the resin. Manufacturing method.
【請求項8】第1と第2のガラス基板を準備し、前記第
1のガラス基板にマトリックス状に画素電極を形成する
第1の工程と、 前記第2の基板に対向電極、および前記画素電極形状に
対応した誘電体薄膜パターンを形成する第2の工程と、 前記第1の基板と第2の基板とを所定間隔をあけて、前
記間隔に光硬化樹脂と液晶を混合させた溶液を狭持させ
る第3の工程と、 前記第1の基板と第2の基板の双方から光を照射し、前
記光硬化樹脂を硬化させ、液晶と樹脂とを相分離させる
第4の工程とを行なうことを特徴とする液晶パネルの製
造方法。
8. A first step of preparing first and second glass substrates and forming pixel electrodes in a matrix on the first glass substrate; a counter electrode on the second substrate; and the pixel. A second step of forming a dielectric thin film pattern corresponding to the electrode shape, and a solution prepared by mixing the first substrate and the second substrate with a predetermined interval and mixing the photocurable resin and the liquid crystal in the interval. A third step of sandwiching is performed, and a fourth step of irradiating light from both the first substrate and the second substrate to cure the photocurable resin and phase-separate the liquid crystal and the resin is performed. A method for manufacturing a liquid crystal panel, which is characterized by the above.
【請求項9】第1の基板側から照射する光の強度と、第
2の基板側から照射する光の強度とが異なることを特徴
とする請求項8記載の液晶パネルの製造方法。
9. The method of manufacturing a liquid crystal panel according to claim 8, wherein the intensity of light emitted from the first substrate side is different from the intensity of light emitted from the second substrate side.
【請求項10】光硬化樹脂は紫外線硬化樹脂であること
を特徴とする請求項7または請求項8記載の液晶パネル
の製造方法。
10. The method for producing a liquid crystal panel according to claim 7, wherein the photocurable resin is an ultraviolet curable resin.
【請求項11】誘電体薄膜は酸化チタン(TiO2)ま
たは一酸化ケイ素(SiO)であることを特徴とする請
求項7または請求項8記載の液晶パネルの製造方法。
11. The method for manufacturing a liquid crystal panel according to claim 7, wherein the dielectric thin film is titanium oxide (TiO 2 ) or silicon monoxide (SiO).
【請求項12】光源と、液晶パネルと、前記光源からの
光を前記液晶パネルに導く第1の光学手段と、前記液晶
パネルで変調された光を拡大投写する投写手段とを具備
し、前記液晶パネルとして請求項1または請求項2記載
の液晶パネルを用いることを特徴とする投写型表示装
置。
12. A light source, a liquid crystal panel, first optical means for guiding light from the light source to the liquid crystal panel, and projection means for enlarging and projecting light modulated by the liquid crystal panel, A projection type display device using the liquid crystal panel according to claim 1 or 2 as a liquid crystal panel.
【請求項13】光源と、前記光源からの出射光を複数色
の光路に分離する色分離光学系と、前記色分離光学系で
分離された光路ごとに配置された液晶パネルと、前記液
晶パネルで変調された光を拡大投映する投写レンズとを
具備し、前記液晶パネルとして請求項1または請求項2
記載の液晶パネルを用いることを特徴とする投写型表示
装置。
13. A light source, a color separation optical system for separating light emitted from the light source into optical paths of a plurality of colors, a liquid crystal panel arranged for each optical path separated by the color separation optical system, and the liquid crystal panel. A projection lens for magnifying and projecting the light modulated by the light source, and the liquid crystal panel as the liquid crystal panel.
A projection display device characterized by using the liquid crystal panel described.
【請求項14】液晶パネルの光の出力側に複数色の光路
を同一光路に合成する色合成光学系が配置されているこ
とを特徴とする請求項13記載の投写型表示装置。
14. The projection display device according to claim 13, wherein a color combining optical system for combining optical paths of a plurality of colors into the same optical path is arranged on the light output side of the liquid crystal panel.
【請求項15】色分離光学系は、赤色光、青色光および
緑色光の3原色の光路に分離する機能を有することを特
徴とする請求項11記載の投写型表示装置。
15. The projection display device according to claim 11, wherein the color separation optical system has a function of separating the light paths into three primary color paths of red light, blue light and green light.
【請求項16】少なくとも1つの液晶パネルの誘電体薄
膜の膜厚が、他の液晶パネルの誘電体薄膜の膜厚と異な
っていることを特徴とする請求項13記載の投写型表示
装置。
16. The projection display device according to claim 13, wherein the thickness of the dielectric thin film of at least one liquid crystal panel is different from the thickness of the dielectric thin film of another liquid crystal panel.
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