JP2884782B2 - 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ - Google Patents
液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投映する液
晶表示装置（以後、液晶投写型テレビと呼ぶ）および前
記液晶投写型テレビに用いる液晶パネルに関するもので
ある。
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投映する液
晶表示装置（以後、液晶投写型テレビと呼ぶ）および前
記液晶投写型テレビに用いる液晶パネルに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネルは軽量、薄型など数多くの特
徴を有するため、研究開発が盛んであるが、大画面化が
困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小型の液
晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投映し
大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがにわかに注
目をあつめてきている。現在、商品化されている液晶投
写型テレビには液晶の施光特性を利用したツイストネマ
ステック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用いられて
いる。
徴を有するため、研究開発が盛んであるが、大画面化が
困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小型の液
晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投映し
大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがにわかに注
目をあつめてきている。現在、商品化されている液晶投
写型テレビには液晶の施光特性を利用したツイストネマ
ステック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用いられて
いる。
【０００３】まず、一般的な液晶パネルについて説明す
る。（図５）は液晶パネルの平面図である。（図５）に
おいて、５６はスイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ（以後、ＴＦＴと呼ぶ）などが形成されたガラス基
板（以後、アレイ基板と呼ぶ）、５３はＩＴＯなどから
なる透明電極が形成された基板（以後、対向基板と呼
ぶ）、５１はアレイ基板５６のゲート信号線に接続され
たＴＦＴのオンオフを制御する信号を印加するドライブ
ＩＣ（以後、ゲートドライブＩＣと呼ぶ）、５２はアレ
イ基板５６上のソース信号線にデータ信号を印加するた
めのドライブＩＣ（以後、ソースドライブＩＣと呼ぶ）
である。
る。（図５）は液晶パネルの平面図である。（図５）に
おいて、５６はスイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ（以後、ＴＦＴと呼ぶ）などが形成されたガラス基
板（以後、アレイ基板と呼ぶ）、５３はＩＴＯなどから
なる透明電極が形成された基板（以後、対向基板と呼
ぶ）、５１はアレイ基板５６のゲート信号線に接続され
たＴＦＴのオンオフを制御する信号を印加するドライブ
ＩＣ（以後、ゲートドライブＩＣと呼ぶ）、５２はアレ
イ基板５６上のソース信号線にデータ信号を印加するた
めのドライブＩＣ（以後、ソースドライブＩＣと呼ぶ）
である。
【０００４】また、（図６）は液晶パネルを構成するア
レイ基板５６の画像表示部の等価回路図である。（図
６）において、６１はゲートドライブ回路、６２はソー
スドライブ回路、Ｇ1〜Ｇmはゲート信号線、Ｓ1〜Ｓnは
ソース信号線、６３はＴＦＴ、６４は付加容量、６５は
表示素子としての液晶である。付加容量６４を構成する
一方の電極は画素電極であり、他方の電極は定電位に保
持されたＩＴＯからなる透明電極（付加容量電極）であ
る。
レイ基板５６の画像表示部の等価回路図である。（図
６）において、６１はゲートドライブ回路、６２はソー
スドライブ回路、Ｇ1〜Ｇmはゲート信号線、Ｓ1〜Ｓnは
ソース信号線、６３はＴＦＴ、６４は付加容量、６５は
表示素子としての液晶である。付加容量６４を構成する
一方の電極は画素電極であり、他方の電極は定電位に保
持されたＩＴＯからなる透明電極（付加容量電極）であ
る。
【０００５】液晶パネルの動作としては、ゲートドライ
ブ回路６１はゲート信号線Ｇ1〜Ｇmに対し順次オン電圧
を印加する。それと同期してソースドライブ回路６２は
ソース信号線Ｓ1〜Ｓnにそれぞれの画素に印加する電圧
を出力する。各表示素子６５には液晶を所定の透過量に
する電圧が印加され保持される。この電圧は次の周期で
各ＴＦＴが再びオン状態になるまで保持される。前述の
動作が繰り返されることにより光は変調され、画像が表
示される。
ブ回路６１はゲート信号線Ｇ1〜Ｇmに対し順次オン電圧
を印加する。それと同期してソースドライブ回路６２は
ソース信号線Ｓ1〜Ｓnにそれぞれの画素に印加する電圧
を出力する。各表示素子６５には液晶を所定の透過量に
する電圧が印加され保持される。この電圧は次の周期で
各ＴＦＴが再びオン状態になるまで保持される。前述の
動作が繰り返されることにより光は変調され、画像が表
示される。
【０００６】次に従来の液晶パネルについて説明する。
（図７）は従来の液晶パネルの一画素の断面図である。
ただし、モデル的に描いてあり、また、説明に不要な箇
所は省略している。（図７）において、７１は対向基
板、７２はＩＴＯなどからなる対向電極、７３はＴＮ液
晶層、７４はブラックマトリックス（以後、ＢＭと呼
ぶ）、７５はソース信号線、７６はドレイン端子、７７
はゲート端子、７８はＴＦＴを構成する半導体としての
アモルファスシリコン膜、７９はアレイ基板、８０は付
加容量を構成する一方の電極、８８は絶縁膜、８９は画
素電極である。（図７）から明らかなように、従来の液
晶パネルは画素ごとに画素電極８９に印加する信号を制
御するためＴＦＴが形成されており、対向基板７１には
ＴＦＴに光があたらないようにするＢＭ７４が形成され
ている。また、対向基板７１とアレイ基板７９間は通常
４〜６μｍの間隔で配置され、液晶パネルの周辺部は封
止樹脂で封止され、前記間隔にＴＮ液晶が注入された構
造となっている。
（図７）は従来の液晶パネルの一画素の断面図である。
ただし、モデル的に描いてあり、また、説明に不要な箇
所は省略している。（図７）において、７１は対向基
板、７２はＩＴＯなどからなる対向電極、７３はＴＮ液
晶層、７４はブラックマトリックス（以後、ＢＭと呼
ぶ）、７５はソース信号線、７６はドレイン端子、７７
はゲート端子、７８はＴＦＴを構成する半導体としての
アモルファスシリコン膜、７９はアレイ基板、８０は付
加容量を構成する一方の電極、８８は絶縁膜、８９は画
素電極である。（図７）から明らかなように、従来の液
晶パネルは画素ごとに画素電極８９に印加する信号を制
御するためＴＦＴが形成されており、対向基板７１には
ＴＦＴに光があたらないようにするＢＭ７４が形成され
ている。また、対向基板７１とアレイ基板７９間は通常
４〜６μｍの間隔で配置され、液晶パネルの周辺部は封
止樹脂で封止され、前記間隔にＴＮ液晶が注入された構
造となっている。
【０００７】（図８）にその動作説明図を示す。（図
８）において、８１，８２は偏光板、８３は偏光方向、
８４は透明電極（以後、ＩＴＯと呼ぶ）、８５は液晶分
子、８６は信号源、８７はスイッチである。（図８）に
示すように、オフ状態では入射偏光が９０度回転し、オ
ン状態では回転せずに透過する。したがって、２枚の偏
光板８１，８２の偏光方向が直交していれば、オフ状態
では光が透過、オン状態では遮断される。ただし、偏光
方向が互いに平行であればこの逆になる。以上のように
ＴＮ液晶パネルは光を変調し画像を表示する。
８）において、８１，８２は偏光板、８３は偏光方向、
８４は透明電極（以後、ＩＴＯと呼ぶ）、８５は液晶分
子、８６は信号源、８７はスイッチである。（図８）に
示すように、オフ状態では入射偏光が９０度回転し、オ
ン状態では回転せずに透過する。したがって、２枚の偏
光板８１，８２の偏光方向が直交していれば、オフ状態
では光が透過、オン状態では遮断される。ただし、偏光
方向が互いに平行であればこの逆になる。以上のように
ＴＮ液晶パネルは光を変調し画像を表示する。
【０００８】以下、従来の液晶投写型テレビについて図
面を参照しながら説明する。（図９）は従来の液晶投写
型テレビの構成図である。（図９）において、９１は集
光光学系、９２は赤外線を透過させる赤外線カットミラ
ー、９３ａは青色光反射ダイクロイックミラー（以後、
ＢＤＭと呼ぶ）、９３ｂは緑色光反射ダイクロイックミ
ラー（以後、ＧＤＭと呼ぶ）、９３ｃは赤色光反射ダイ
クロイックミラー（以後、ＲＤＭと呼ぶ）、９４ａ，９
４ｂ，９４ｃ，９６ａ，９６ｂ，９６ｃは偏光板、９５
ａ，９５ｂ，９５ｃは透過型のＴＮ液晶パネル、９７
ａ，９７ｂ，９７ｃは投写レンズ系である。なお、投写
レンズ系は差しさわりがない時は総称して投写レンズと
呼ぶ。また、説明に不要な構成物、たとえばフィールド
レンズなどは図面から省略している。
面を参照しながら説明する。（図９）は従来の液晶投写
型テレビの構成図である。（図９）において、９１は集
光光学系、９２は赤外線を透過させる赤外線カットミラ
ー、９３ａは青色光反射ダイクロイックミラー（以後、
ＢＤＭと呼ぶ）、９３ｂは緑色光反射ダイクロイックミ
ラー（以後、ＧＤＭと呼ぶ）、９３ｃは赤色光反射ダイ
クロイックミラー（以後、ＲＤＭと呼ぶ）、９４ａ，９
４ｂ，９４ｃ，９６ａ，９６ｂ，９６ｃは偏光板、９５
ａ，９５ｂ，９５ｃは透過型のＴＮ液晶パネル、９７
ａ，９７ｂ，９７ｃは投写レンズ系である。なお、投写
レンズ系は差しさわりがない時は総称して投写レンズと
呼ぶ。また、説明に不要な構成物、たとえばフィールド
レンズなどは図面から省略している。
【０００９】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて（図９）を参照して説明する。まず集光光学系９１
から出射された白色光はＢＤＭ９３ａにより青色光（以
後、Ｂ光と呼ぶ）が反射され、このＢ光は偏光板９４ａ
に入射される。ＢＤＭ９３ａを透過した光は、ＧＤＭ９
３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼ぶ）が反射され偏光
板９４ｂに、また、ＲＤＭ９３ｃにより赤色光（以後、
Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板９４Ｃに入射される。偏
光板では各色光の縦波成分または横波成分の一方の光の
みを透過させ、光の偏光方向をそろえて各液晶パネルに
照射させる。この際、５０％以上の光は前記偏光板で吸
収され、透過光の明るさは最大でも半分以下となってし
まう。各液晶パネルは映像信号により前記透過光を変調
する。変調された光はその変調度合のより各偏光板９６
ａ，９６ｂ，９６ｃを透過し、各投写レンズ系９７ａ，
９７ｂ，９７ｃに入射し、前記レンズによりスクリーン
に拡大投映される。
いて（図９）を参照して説明する。まず集光光学系９１
から出射された白色光はＢＤＭ９３ａにより青色光（以
後、Ｂ光と呼ぶ）が反射され、このＢ光は偏光板９４ａ
に入射される。ＢＤＭ９３ａを透過した光は、ＧＤＭ９
３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼ぶ）が反射され偏光
板９４ｂに、また、ＲＤＭ９３ｃにより赤色光（以後、
Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板９４Ｃに入射される。偏
光板では各色光の縦波成分または横波成分の一方の光の
みを透過させ、光の偏光方向をそろえて各液晶パネルに
照射させる。この際、５０％以上の光は前記偏光板で吸
収され、透過光の明るさは最大でも半分以下となってし
まう。各液晶パネルは映像信号により前記透過光を変調
する。変調された光はその変調度合のより各偏光板９６
ａ，９６ｂ，９６ｃを透過し、各投写レンズ系９７ａ，
９７ｂ，９７ｃに入射し、前記レンズによりスクリーン
に拡大投映される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した説明からも明
らかなように、ＴＮ液晶パネルを用いた液晶投写型テレ
ビでは前記液晶パネルに直線偏光を入射させる必要があ
るため、偏光板を前記パネルの前後に配置する必要があ
る。このとき、前記偏光板により光が損失してしまうた
め、スクリーンに拡大投写した際、低い画面輝度しか得
られないという課題がある。そこで、本発明の液晶パネ
ルおよび液晶投写型テレビでは高分子分散液晶を用いて
いる。高分子分散液晶には、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。
らかなように、ＴＮ液晶パネルを用いた液晶投写型テレ
ビでは前記液晶パネルに直線偏光を入射させる必要があ
るため、偏光板を前記パネルの前後に配置する必要があ
る。このとき、前記偏光板により光が損失してしまうた
め、スクリーンに拡大投写した際、低い画面輝度しか得
られないという課題がある。そこで、本発明の液晶パネ
ルおよび液晶投写型テレビでは高分子分散液晶を用いて
いる。高分子分散液晶には、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。
【００１１】１つは、水滴状の液晶が高分子中に分散し
ているタイプである。液晶は高分子中に不連続な状態で
存在する。以後、このような液晶をＰＤＬＣと呼び、ま
た、前記液晶を用いた液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼
ぶ。もう１つは、液晶層に高分子のネットワークを張り
巡らせたような構造を採るタイプである。ちょうどスポ
ンジに液晶を含ませたような格好になる。液晶は、水滴
状とならず連続に存在する。以後、このような液晶をＰ
ＮＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた液晶パネルをＰ
Ｎ液晶パネルと呼ぶ。前記２種類の液晶パネルで画像を
表示するためには光の散乱・透過を制御することにより
行なう。
ているタイプである。液晶は高分子中に不連続な状態で
存在する。以後、このような液晶をＰＤＬＣと呼び、ま
た、前記液晶を用いた液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼
ぶ。もう１つは、液晶層に高分子のネットワークを張り
巡らせたような構造を採るタイプである。ちょうどスポ
ンジに液晶を含ませたような格好になる。液晶は、水滴
状とならず連続に存在する。以後、このような液晶をＰ
ＮＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた液晶パネルをＰ
Ｎ液晶パネルと呼ぶ。前記２種類の液晶パネルで画像を
表示するためには光の散乱・透過を制御することにより
行なう。
【００１２】ＰＤＬＣは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。これに対して、ＰＮＬＣは
液晶分子の配向の不規則さそのものを使う。不規則な配
向状態、つまり電圧を印加していない状態では入射した
光は散乱する。一方、電圧を印加し配列状態を規則的に
すると光は透過する。なお、前述のＰＤＬＣおよびＰＮ
ＬＣの液晶の動きの説明はあくまでもモデル的な考え方
である。本発明においてはＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パ
ネルのうち一方に限定するものではないが、説明を容易
にするためＰＤ液晶パネルを例にあげて説明する。ま
た、ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶
と呼び、ＰＤ液晶パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称し
て高分子分散液晶パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶
パネルに注入する液晶を含有する液体を総称して液晶溶
液または樹脂と呼び、前記樹脂が重合硬化した状態をポ
リマーと呼ぶ。
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。これに対して、ＰＮＬＣは
液晶分子の配向の不規則さそのものを使う。不規則な配
向状態、つまり電圧を印加していない状態では入射した
光は散乱する。一方、電圧を印加し配列状態を規則的に
すると光は透過する。なお、前述のＰＤＬＣおよびＰＮ
ＬＣの液晶の動きの説明はあくまでもモデル的な考え方
である。本発明においてはＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パ
ネルのうち一方に限定するものではないが、説明を容易
にするためＰＤ液晶パネルを例にあげて説明する。ま
た、ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶
と呼び、ＰＤ液晶パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称し
て高分子分散液晶パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶
パネルに注入する液晶を含有する液体を総称して液晶溶
液または樹脂と呼び、前記樹脂が重合硬化した状態をポ
リマーと呼ぶ。
【００１３】まず、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、１０１はア
レイ基板、１０２は画素電極、１０３は対向電極、１０
４は水滴状液晶、１０５はポリマー、１０６は対向基板
である。画素電極１０２にはＴＦＴ等が接続され、ＴＦ
Ｔ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１０４は不規則な方向に
配向している。この状態ではポリマー１０５と液晶とに
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１０１より出射する。
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、１０１はア
レイ基板、１０２は画素電極、１０３は対向電極、１０
４は水滴状液晶、１０５はポリマー、１０６は対向基板
である。画素電極１０２にはＴＦＴ等が接続され、ＴＦ
Ｔ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１０４は不規則な方向に
配向している。この状態ではポリマー１０５と液晶とに
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１０１より出射する。
【００１４】以上のように、高分子分散液晶パネルは偏
光板を用いないため、光利用効率が高く、非常に高輝度
の表示画像が得られる可能性がある。しかし、（図１
１）に示すように入射光は液晶パネル内で散乱するた
め、以下の課題が発生する。
光板を用いないため、光利用効率が高く、非常に高輝度
の表示画像が得られる可能性がある。しかし、（図１
１）に示すように入射光は液晶パネル内で散乱するた
め、以下の課題が発生する。
【００１５】（図１１）において、ア，イおよびウは入
射光の軌跡を示している。入射光は画素電極への電圧の
印加度合に応じて変調される。入射光イのような場合は
別段問題がないが、入射光アのように水滴状液晶２６に
より軌跡をまげられ、ＴＦＴに照射される場合に問題が
生じる。それは、液晶パネルのＴＦＴを構成する半導体
膜としてアモルファスシリコンが用いられているためで
ある。前記アモルファスシリコンは太陽電池にも用いら
れているように光励起の特性を有する。したがって、前
記アモルファスシリコン膜に光が照射されると、ＴＦＴ
が完全なオフ状態にならなくなる。
射光の軌跡を示している。入射光は画素電極への電圧の
印加度合に応じて変調される。入射光イのような場合は
別段問題がないが、入射光アのように水滴状液晶２６に
より軌跡をまげられ、ＴＦＴに照射される場合に問題が
生じる。それは、液晶パネルのＴＦＴを構成する半導体
膜としてアモルファスシリコンが用いられているためで
ある。前記アモルファスシリコンは太陽電池にも用いら
れているように光励起の特性を有する。したがって、前
記アモルファスシリコン膜に光が照射されると、ＴＦＴ
が完全なオフ状態にならなくなる。
【００１６】これを防止するために、従来のＴＮ液晶パ
ネルでは対向基板上にＢＭ７４を形成し、光をＢＭ７４
で遮光してＴＦＴに照射されないようにしていた。一
方、光の軌跡ウのようにアレイ基板から光が入射する場
合もある。これは高分子分散液晶パネルは光を散乱させ
るために、アレイ基板から出射した光がレンズなどで反
射されもどってくる場合などである。この場合も光励起
がおき問題となる。（図１０）に示すように、高分子分
散液晶は光の散乱と透過を制御することにより画像を表
示する。
ネルでは対向基板上にＢＭ７４を形成し、光をＢＭ７４
で遮光してＴＦＴに照射されないようにしていた。一
方、光の軌跡ウのようにアレイ基板から光が入射する場
合もある。これは高分子分散液晶パネルは光を散乱させ
るために、アレイ基板から出射した光がレンズなどで反
射されもどってくる場合などである。この場合も光励起
がおき問題となる。（図１０）に示すように、高分子分
散液晶は光の散乱と透過を制御することにより画像を表
示する。
【００１７】そのため、たとえＢＭでＴＦＴに直接光が
あたらない構造をとっていても、散乱状態では光の軌跡
が水滴状液晶２６によりまげられ、ＴＦＴのアモルファ
スシリコンに照射されてしまう。（図９）に示すような
液晶投写型テレビに用いる液晶パネルには、通常、数万
ルクス以上の強い光が入射するため、先に示す散乱光の
強さも強力なものとなる。このため、従来の液晶パネル
構造ではＴＦＴのオフ状態の特性が悪くなり、表示画像
のコントラストが低下する。したがって、従来の高分子
分散液晶パネルを用いて液晶投写型テレビを構成するこ
とは不可能であった。
あたらない構造をとっていても、散乱状態では光の軌跡
が水滴状液晶２６によりまげられ、ＴＦＴのアモルファ
スシリコンに照射されてしまう。（図９）に示すような
液晶投写型テレビに用いる液晶パネルには、通常、数万
ルクス以上の強い光が入射するため、先に示す散乱光の
強さも強力なものとなる。このため、従来の液晶パネル
構造ではＴＦＴのオフ状態の特性が悪くなり、表示画像
のコントラストが低下する。したがって、従来の高分子
分散液晶パネルを用いて液晶投写型テレビを構成するこ
とは不可能であった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の液晶パネルは、第１の遮光膜上にスイッチ
ング素子としてのＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴ上に絶縁
膜を形成して、第２の遮光膜を形成したものである。さ
らに、第１および第２の遮光膜をゲート信号線などと電
気的接続を取り、電位の固定を行ったものである。
め、本発明の液晶パネルは、第１の遮光膜上にスイッチ
ング素子としてのＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴ上に絶縁
膜を形成して、第２の遮光膜を形成したものである。さ
らに、第１および第２の遮光膜をゲート信号線などと電
気的接続を取り、電位の固定を行ったものである。
【００１９】また、本発明の液晶投写型テレビは、本発
明の液晶パネルをライトバルブとして用いたものであ
る。さらに、液晶パネルの光入射面に反射防止膜を形成
したものである。好ましくは、液晶層に高分子分散液晶
を用いた液晶パネルを用い、集光角θを８度以下にす
る。
明の液晶パネルをライトバルブとして用いたものであ
る。さらに、液晶パネルの光入射面に反射防止膜を形成
したものである。好ましくは、液晶層に高分子分散液晶
を用いた液晶パネルを用い、集光角θを８度以下にす
る。
【００２０】
【作用】本発明は液晶パネルのＴＦＴの上面と下面に遮
光膜を形成することにより、ＴＦＴの半導体膜に光が照
射されることがなくなり、光励起の発生がない。さら
に、前記遮光膜の電位を電位固定することにより、遮光
膜の形成に伴う寄生容量の影響がなくなり、ＴＦＴのオ
フリークの発生もなくなる。その結果、ＴＦＴのオフ特
性が良好となり表示画像のコントラストが大幅に向上で
きる。また、遮光膜１９は、ＴＦＴのゲート端子２０の
中央部直下には形成せず、ＴＦＴのゲート端子２０の一
辺から入射する光を遮光する第１の遮光膜パターンと、
前記ゲート端子２０のもう一方の辺から入射する光を遮
光する第２の遮光膜パターンから構成することにより、
ゲート端子２０と遮光膜１９との重なりを小さくする。
この構成により、寄生容量の発生を極力小さくすること
ができる。また、液晶パネルの光入射面などに反射防止
膜を形成することにより、さらに光励起の発生を低減で
き、良好なコントラストを実現できる。液晶投写型テレ
ビのライトバルブには強烈な光が入射する。そのため、
ライトバルブのＴＦＴに光励起が発生しやすい。また、
高分子分散液晶パネルをライトバルブとして用いれば、
光変調に偏光板を用いる必要がないため、高輝度表示を
実現できる。しかし、高分子分散液晶パネルは液晶層で
光を散乱して光変調を行うため、従来の対向電極上に形
成されたブラックマトリックスでは光励起の発生は防止
できない。本発明の液晶パネルは、ＴＦＴの上面と下面
の両方に遮光膜を形成しているため、光励起の発生が全
くなく、液晶投写型テレビのライトバルブに最適であ
る。
光膜を形成することにより、ＴＦＴの半導体膜に光が照
射されることがなくなり、光励起の発生がない。さら
に、前記遮光膜の電位を電位固定することにより、遮光
膜の形成に伴う寄生容量の影響がなくなり、ＴＦＴのオ
フリークの発生もなくなる。その結果、ＴＦＴのオフ特
性が良好となり表示画像のコントラストが大幅に向上で
きる。また、遮光膜１９は、ＴＦＴのゲート端子２０の
中央部直下には形成せず、ＴＦＴのゲート端子２０の一
辺から入射する光を遮光する第１の遮光膜パターンと、
前記ゲート端子２０のもう一方の辺から入射する光を遮
光する第２の遮光膜パターンから構成することにより、
ゲート端子２０と遮光膜１９との重なりを小さくする。
この構成により、寄生容量の発生を極力小さくすること
ができる。また、液晶パネルの光入射面などに反射防止
膜を形成することにより、さらに光励起の発生を低減で
き、良好なコントラストを実現できる。液晶投写型テレ
ビのライトバルブには強烈な光が入射する。そのため、
ライトバルブのＴＦＴに光励起が発生しやすい。また、
高分子分散液晶パネルをライトバルブとして用いれば、
光変調に偏光板を用いる必要がないため、高輝度表示を
実現できる。しかし、高分子分散液晶パネルは液晶層で
光を散乱して光変調を行うため、従来の対向電極上に形
成されたブラックマトリックスでは光励起の発生は防止
できない。本発明の液晶パネルは、ＴＦＴの上面と下面
の両方に遮光膜を形成しているため、光励起の発生が全
くなく、液晶投写型テレビのライトバルブに最適であ
る。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る液晶パネルに
ついて説明する。（図１）は本発明の液晶パネルの一画
素の断面図である。ただし、図面は説明を容易にするた
め、説明に不要な箇所は省略しており、またモデル的に
描いている。以上のことは以下の図面に対しても同様で
ある。
ついて説明する。（図１）は本発明の液晶パネルの一画
素の断面図である。ただし、図面は説明を容易にするた
め、説明に不要な箇所は省略しており、またモデル的に
描いている。以上のことは以下の図面に対しても同様で
ある。
【００２２】（図１）において、１１は対向電極１２が
形成された対向基板、１３は高分子分散液晶からなる液
晶層、２０はＴＦＴのゲート端子、２２はＴＦＴのドレ
イン端子、２３はＴＦＴのソース端子、２１はアモルフ
ァスシリコンからなる半導体膜、１４，１６，２４は絶
縁膜、１９はＩＴＯからなる付加容量電極１７の一部に
形成されている遮光膜であり、形成位置としては前記遮
光膜の一部がＴＦＴの上部から見たときゲート端子２０
の形成位置と少なくとも重なるように形成されている。
遮光膜１９は付加容量電極の一部に形成されているた
め、前記付加容量電極に保持された電位と前記遮光膜１
９との電位とが同一電位となり、電位が安定する。ま
た、（図１）および（図２）から明らかなように、遮光
膜１９はＴＦＴのゲート端子２０の一辺から入射する光
を遮光する第１の遮光膜パターンと、前記ゲート端子２
０のもう一方の辺から入射する光を遮光する第２の遮光
膜パターンから構成される。ゲート端子２０は金属薄膜
から構成されているため、直接ＴＦＴの半導体層に入射
しようとする入射光を遮光する。一方、第１の遮光膜パ
ターンと第２の遮光膜パターンからなる遮光膜１９はゲ
ート端子２０の周辺部から入射する光を遮光する。こう
して、ゲート端子２０と遮光膜１９で完全な遮光を実現
できる。なお、遮光膜１９は、遮光膜２５に比較してゲ
ート端子２０と近接して形成される。そのため、遮光膜
１９とゲート端子２０を電極とした寄生容量が大きくな
りやすい。本発明の液晶パネルは、（図１）に示すよう
に第１の遮光膜パターンと第２の遮光膜パターンから遮
光膜１９を構成している。この構成により、ゲート端子
２０と遮光膜１９との重なりを小さくすることができる
ため、寄生容量の発生を極力小さくすることができる。
形成された対向基板、１３は高分子分散液晶からなる液
晶層、２０はＴＦＴのゲート端子、２２はＴＦＴのドレ
イン端子、２３はＴＦＴのソース端子、２１はアモルフ
ァスシリコンからなる半導体膜、１４，１６，２４は絶
縁膜、１９はＩＴＯからなる付加容量電極１７の一部に
形成されている遮光膜であり、形成位置としては前記遮
光膜の一部がＴＦＴの上部から見たときゲート端子２０
の形成位置と少なくとも重なるように形成されている。
遮光膜１９は付加容量電極の一部に形成されているた
め、前記付加容量電極に保持された電位と前記遮光膜１
９との電位とが同一電位となり、電位が安定する。ま
た、（図１）および（図２）から明らかなように、遮光
膜１９はＴＦＴのゲート端子２０の一辺から入射する光
を遮光する第１の遮光膜パターンと、前記ゲート端子２
０のもう一方の辺から入射する光を遮光する第２の遮光
膜パターンから構成される。ゲート端子２０は金属薄膜
から構成されているため、直接ＴＦＴの半導体層に入射
しようとする入射光を遮光する。一方、第１の遮光膜パ
ターンと第２の遮光膜パターンからなる遮光膜１９はゲ
ート端子２０の周辺部から入射する光を遮光する。こう
して、ゲート端子２０と遮光膜１９で完全な遮光を実現
できる。なお、遮光膜１９は、遮光膜２５に比較してゲ
ート端子２０と近接して形成される。そのため、遮光膜
１９とゲート端子２０を電極とした寄生容量が大きくな
りやすい。本発明の液晶パネルは、（図１）に示すよう
に第１の遮光膜パターンと第２の遮光膜パターンから遮
光膜１９を構成している。この構成により、ゲート端子
２０と遮光膜１９との重なりを小さくすることができる
ため、寄生容量の発生を極力小さくすることができる。
【００２３】また、構成物質としてはＡｌまたはＣｒな
どの金属物質が適用され、その膜厚は１００オングスト
ローム〜１０００オングストロームであり、中でも５０
０オングストローム〜８００オングストロームが好まし
い。また、遮光膜２５はＴＦＴ上に１０００オングスト
ローム〜８０００オングストロームの膜厚の絶縁膜の上
に形成され、構成物質としては遮光膜１９と同様の金属
物質が適用される。またその膜厚としては通常５００オ
ングストローム以上に形成され、遮光を完全なものとす
るため１０００オングストローム以上に形成することが
好ましい。さらに遮光膜１９、２５はＴＦＴのゲート端
子２０またはゲート信号線などと電気的に接続がとられ
ている。これは、遮光膜１９、２５により寄生容量が発
生することを防止するためである。
どの金属物質が適用され、その膜厚は１００オングスト
ローム〜１０００オングストロームであり、中でも５０
０オングストローム〜８００オングストロームが好まし
い。また、遮光膜２５はＴＦＴ上に１０００オングスト
ローム〜８０００オングストロームの膜厚の絶縁膜の上
に形成され、構成物質としては遮光膜１９と同様の金属
物質が適用される。またその膜厚としては通常５００オ
ングストローム以上に形成され、遮光を完全なものとす
るため１０００オングストローム以上に形成することが
好ましい。さらに遮光膜１９、２５はＴＦＴのゲート端
子２０またはゲート信号線などと電気的に接続がとられ
ている。これは、遮光膜１９、２５により寄生容量が発
生することを防止するためである。
【００２４】１５はＩＴＯからなる画素電極であり、コ
ンタクトホール２７を通じてＴＦＴのドレイン端子２２
と接続が取られている。（図１）から明らかなように、
本実施例の液晶パネルのＴＦＴは、内部に形成された半
導体膜２１を遮光膜２５および１９により遮光した形を
取っている。アレイ基板の形成方法としては、ガラス基
板上に付加容量の電極１７を形成後、金属物質、通常Ｃ
ｒを蒸着し、遮光膜１９を形成する。以下、ＴＦＴを形
成するまでは周知のとおりである。
ンタクトホール２７を通じてＴＦＴのドレイン端子２２
と接続が取られている。（図１）から明らかなように、
本実施例の液晶パネルのＴＦＴは、内部に形成された半
導体膜２１を遮光膜２５および１９により遮光した形を
取っている。アレイ基板の形成方法としては、ガラス基
板上に付加容量の電極１７を形成後、金属物質、通常Ｃ
ｒを蒸着し、遮光膜１９を形成する。以下、ＴＦＴを形
成するまでは周知のとおりである。
【００２５】ＴＦＴ形成後、前記基板上にＳiＯ2または
ＳiＮxにより絶縁膜２４を形成する。次に所定のパター
ンとなるように絶縁膜２４上にマスクを形成して、少な
くともＴＦＴおよびゲート・ソース信号線上に絶縁膜を
残すようにパターニングを行なう。この際、遮光膜２５
とゲート端子２０との接続をとるコンタクトホール（図
示せず）の穴あけも同時に行なう。次に所定の形状にパ
ターニングされた絶縁膜上にＣｒ等の金属物質からなる
金属薄膜を形成する。形成する薄膜の膜厚は絶縁膜２４
の膜厚により異なり、少なくとも金属・薄膜とゲート端
子２０が電気的に接続がとれる膜厚に形成する。最後に
前記金属薄膜上にマスクを形成してパターニングを行な
うことにより遮光膜２５を形成して完成する。
ＳiＮxにより絶縁膜２４を形成する。次に所定のパター
ンとなるように絶縁膜２４上にマスクを形成して、少な
くともＴＦＴおよびゲート・ソース信号線上に絶縁膜を
残すようにパターニングを行なう。この際、遮光膜２５
とゲート端子２０との接続をとるコンタクトホール（図
示せず）の穴あけも同時に行なう。次に所定の形状にパ
ターニングされた絶縁膜上にＣｒ等の金属物質からなる
金属薄膜を形成する。形成する薄膜の膜厚は絶縁膜２４
の膜厚により異なり、少なくとも金属・薄膜とゲート端
子２０が電気的に接続がとれる膜厚に形成する。最後に
前記金属薄膜上にマスクを形成してパターニングを行な
うことにより遮光膜２５を形成して完成する。
【００２６】液晶パネルの組立方法としては、前に説明
したアレイ基板１８の周辺部にファイバーが含有された
封止樹脂を液晶の注入口を残して塗布し、一方対向基板
１１には所定の液晶層の膜厚を得るためのビーズを散布
する。ビーズ径として５μｍ〜２０μｍが好ましく、中
でも１０μｍ〜１５μｍが最も好ましい。前に述べたフ
ァイバー径は前記ビーズ径に適合する径のものが用いら
れる。次に対向基板２１ａにアレイ基板２１ｂを位置決
めし、はりあわせる。その後、加熱して封止樹脂を硬化
させる。次に前記はりあわせたパネルを真空室にいれ、
基板１８と１１間を真空状態にする。その後、注入口を
液晶溶液に浸したのち真空室の真空をやぶる。すると液
晶溶液は注入口より前記基板内に注入される。液晶溶液
の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良い。
したアレイ基板１８の周辺部にファイバーが含有された
封止樹脂を液晶の注入口を残して塗布し、一方対向基板
１１には所定の液晶層の膜厚を得るためのビーズを散布
する。ビーズ径として５μｍ〜２０μｍが好ましく、中
でも１０μｍ〜１５μｍが最も好ましい。前に述べたフ
ァイバー径は前記ビーズ径に適合する径のものが用いら
れる。次に対向基板２１ａにアレイ基板２１ｂを位置決
めし、はりあわせる。その後、加熱して封止樹脂を硬化
させる。次に前記はりあわせたパネルを真空室にいれ、
基板１８と１１間を真空状態にする。その後、注入口を
液晶溶液に浸したのち真空室の真空をやぶる。すると液
晶溶液は注入口より前記基板内に注入される。液晶溶液
の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良い。
【００２７】なお、先に述べた液晶材料のうち、シアン
ビフェニル系のネマティック液晶が最も好ましい。樹脂
材料としては透明なポリマーが好ましく、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良
いが、先に述べたように製造工程の容易さ、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。また、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るが、その際、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に
は独立した粒子状の水滴状液晶が形成されるし、一方、
液晶の量が多い場合は樹脂マトリクスが液晶材料中に粒
子状またはネットワーク状に存在し液晶が連続層を成す
ように形成される。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０．１μｍ〜数μｍの範囲でなければ入
射光の分散性能力が悪く、コントラストが上がらない。
この為にも紫外線硬化樹脂のように短時間で硬化が終了
しうる材料でなければならない。また、液晶材料と樹脂
材料の配合比９：１〜１：９であり、中でも２：１〜
１：２の範囲が好ましい。
ビフェニル系のネマティック液晶が最も好ましい。樹脂
材料としては透明なポリマーが好ましく、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良
いが、先に述べたように製造工程の容易さ、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。また、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るが、その際、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に
は独立した粒子状の水滴状液晶が形成されるし、一方、
液晶の量が多い場合は樹脂マトリクスが液晶材料中に粒
子状またはネットワーク状に存在し液晶が連続層を成す
ように形成される。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０．１μｍ〜数μｍの範囲でなければ入
射光の分散性能力が悪く、コントラストが上がらない。
この為にも紫外線硬化樹脂のように短時間で硬化が終了
しうる材料でなければならない。また、液晶材料と樹脂
材料の配合比９：１〜１：９であり、中でも２：１〜
１：２の範囲が好ましい。
【００２８】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶
投写型テレビについて説明する。（図４）は本実施例の
液晶投写型テレビの構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。（図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２５０Ｗのメタルハライドランプを有している。また
凹面鏡は有視光のみを反射させるように構成されてい
る。さらに集光光学系３１の出射端には、紫外線カット
フィルタが配置されている。３２は、赤外線を透過さ
せ、有視光のみを反射させる赤外線カットミラーであ
る。ただし、赤外線カットミラー３２は集光光学系３１
の内部に配置してもよいことは言うまでもない。
投写型テレビについて説明する。（図４）は本実施例の
液晶投写型テレビの構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。（図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２５０Ｗのメタルハライドランプを有している。また
凹面鏡は有視光のみを反射させるように構成されてい
る。さらに集光光学系３１の出射端には、紫外線カット
フィルタが配置されている。３２は、赤外線を透過さ
せ、有視光のみを反射させる赤外線カットミラーであ
る。ただし、赤外線カットミラー３２は集光光学系３１
の内部に配置してもよいことは言うまでもない。
【００２９】３３ａはＢＤＭ、３３ｂはＧＤＭ、３３ｃ
はＲＤＭである。なお、ＢＤＭ３３ａからＲＤＭ３３ｃ
の配置は前記の順序に限定するものではなく、また最後
の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。３４ａ，３４ｂおよび３４ｃは本発
明に係る高分子分散液晶パネルである。この液晶パネル
は光のハレーション・反射を防止するため、少なくとも
光入射面には反射防止膜を形成している。遮光膜１９，
２５を形成し、さらに反射防止膜の形成によりハレーシ
ョン・反射を防止することで、スイッチング素子の半導
体膜２１に入射する光がなくなり、光励起の発生がなく
なる。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、３
５，３６および３７でシュリーレン光学系を構成してい
る。また、特に支障のないかぎり、３５，３６および３
７の組を投写レンズ系と呼ぶ。また、アパーチャはレン
ズ３５のＦＮｏ．が大きいときには必要がないことは明
らかである。
はＲＤＭである。なお、ＢＤＭ３３ａからＲＤＭ３３ｃ
の配置は前記の順序に限定するものではなく、また最後
の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。３４ａ，３４ｂおよび３４ｃは本発
明に係る高分子分散液晶パネルである。この液晶パネル
は光のハレーション・反射を防止するため、少なくとも
光入射面には反射防止膜を形成している。遮光膜１９，
２５を形成し、さらに反射防止膜の形成によりハレーシ
ョン・反射を防止することで、スイッチング素子の半導
体膜２１に入射する光がなくなり、光励起の発生がなく
なる。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、３
５，３６および３７でシュリーレン光学系を構成してい
る。また、特に支障のないかぎり、３５，３６および３
７の組を投写レンズ系と呼ぶ。また、アパーチャはレン
ズ３５のＦＮｏ．が大きいときには必要がないことは明
らかである。
【００３０】投写レンズ系の配置等は、以下のとおりで
ある。まず、高分子分散液晶パネル３４とレンズ３５と
の距離Ｌと、レンズ３５とアパーチャ３６までの距離は
ほぼ等しくなるように配置される。また、レンズ３５は
集光角θが約６度以下になるものが選ばれる。また、ア
パーチャ４６の開口径Ｄは前述の距離Ｌが１０ｃｍとす
ると１ｃｍ程度に設定される。以上のような投写レンズ
系は各液晶パネルを透過した平行光線を透過させ、各液
晶パネルで散乱した光を通過させる役割を果たす。その
結果、スクリーン上に、高コントラストのフルカラー表
示が実現できる。アパーチャの開口径Ｄを小さくすれば
コントラストは向上する。しかし、スクリーン上の画像
輝度は低下する。
ある。まず、高分子分散液晶パネル３４とレンズ３５と
の距離Ｌと、レンズ３５とアパーチャ３６までの距離は
ほぼ等しくなるように配置される。また、レンズ３５は
集光角θが約６度以下になるものが選ばれる。また、ア
パーチャ４６の開口径Ｄは前述の距離Ｌが１０ｃｍとす
ると１ｃｍ程度に設定される。以上のような投写レンズ
系は各液晶パネルを透過した平行光線を透過させ、各液
晶パネルで散乱した光を通過させる役割を果たす。その
結果、スクリーン上に、高コントラストのフルカラー表
示が実現できる。アパーチャの開口径Ｄを小さくすれば
コントラストは向上する。しかし、スクリーン上の画像
輝度は低下する。
【００３１】本発明の液晶パネルの液晶層の膜厚が１０
〜１５μｍの時、少なくともレンズの集光角θは８度以
下にする必要があった。中でも６度前後が最適であり、
その時、コントラストは画面中心部で２００：１であ
り、リア方式で４０インチスクリーンに投写した際、Ｃ
ＲＴ投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝度を得
ることができた。なお、その時のアパーチャの開口径は
１０mm、距離Ｌは１００ｍｍ前後であった。
〜１５μｍの時、少なくともレンズの集光角θは８度以
下にする必要があった。中でも６度前後が最適であり、
その時、コントラストは画面中心部で２００：１であ
り、リア方式で４０インチスクリーンに投写した際、Ｃ
ＲＴ投写型テレビと比較して、同等以上の画面輝度を得
ることができた。なお、その時のアパーチャの開口径は
１０mm、距離Ｌは１００ｍｍ前後であった。
【００３２】より、具体的には（図３）の構成図は（図
４）に示す斜視図で示される。（図４）において、４
１，４２はレンズ、４３はミラー、４４ａ，４４ｂおよ
び４３ｃは投写レンズまたは投写レンズ系である。
４）に示す斜視図で示される。（図４）において、４
１，４２はレンズ、４３はミラー、４４ａ，４４ｂおよ
び４３ｃは投写レンズまたは投写レンズ系である。
【００３３】以下、本実施例の液晶投写型テレビの動作
について説明する。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ光のそれぞれの変
調系については、ほぼ同一動作であるので、Ｂ光の変調
系について例にあげ説明する。まず、集光光学系３１か
ら白色光が照射され、前記白色光のＢ光成分はＢＤＭ３
３ａにより反射される。前記Ｂ光は高分子分散液晶パネ
ル３４ａに入射する。高分子分散液晶パネル３４は（図
１０）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を制御し、光を変調する。
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３６ａ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。同様に高分子分
散液晶パネル３４ｂはＧ光成分の光を変調し、また、高
分子分散液晶パネル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。
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説明する。まず、集光光学系３１か
ら白色光が照射され、前記白色光のＢ光成分はＢＤＭ３
３ａにより反射される。前記Ｂ光は高分子分散液晶パネ
ル３４ａに入射する。高分子分散液晶パネル３４は（図
１０）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を制御し、光を変調する。
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３６ａ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。同様に高分子分
散液晶パネル３４ｂはＧ光成分の光を変調し、また、高
分子分散液晶パネル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。
【００３４】なお、本実施例においては絶縁膜２４はＴ
ＦＴ上およびその近傍のみに形成したかのように図示し
たが、これに限定するものではなく、広範囲に形成して
もよいことは言うまでもない。
ＦＴ上およびその近傍のみに形成したかのように図示し
たが、これに限定するものではなく、広範囲に形成して
もよいことは言うまでもない。
【００３５】また、遮光膜２５はゲート端子２０と電気
的に接続を取るかのように表現したが、これに限定する
ものではなく、たとえばＴＦＴのゲート信号線または付
加容量の一方の電極１７などと接続を取ってもよいこと
は言うまでもない。
的に接続を取るかのように表現したが、これに限定する
ものではなく、たとえばＴＦＴのゲート信号線または付
加容量の一方の電極１７などと接続を取ってもよいこと
は言うまでもない。
【００３６】また、本実施例の液晶パネルのＴＦＴは半
導体膜としてアモルファスシリコンを用いたものとして
表現したが、たとえば、ポリシリコンを用いたものであ
ってもよい。また、本発明の液晶パネルの構成はＴＦＴ
に限定するものではなく、ダイオードなどの２端子素子
をスイッチング素子として用いる液晶パネルでも有効で
あることは明らかである。
導体膜としてアモルファスシリコンを用いたものとして
表現したが、たとえば、ポリシリコンを用いたものであ
ってもよい。また、本発明の液晶パネルの構成はＴＦＴ
に限定するものではなく、ダイオードなどの２端子素子
をスイッチング素子として用いる液晶パネルでも有効で
あることは明らかである。
【００３７】また、基板１８はガラス基板としたが、こ
れに限定するものではなく、たとえばシリコンなどの半
導体基板であってもよい。また、光は対向基板１１側か
ら入射させるように表現したが、本発明の液晶パネルは
遮光膜１９を有するため、アレイ基板１８側から光を入
射させてもよいことは言うまでもない。
れに限定するものではなく、たとえばシリコンなどの半
導体基板であってもよい。また、光は対向基板１１側か
ら入射させるように表現したが、本発明の液晶パネルは
遮光膜１９を有するため、アレイ基板１８側から光を入
射させてもよいことは言うまでもない。
【００３８】また、本実施例の液晶パネルにおいては、
透過型液晶パネルのように表現したが、これに限定する
ものではなく、反射型の構造を取ってもよいことは明ら
かである。その際は画素電極は金属物質で形成すればよ
い。
透過型液晶パネルのように表現したが、これに限定する
ものではなく、反射型の構造を取ってもよいことは明ら
かである。その際は画素電極は金属物質で形成すればよ
い。
【００３９】また、本発明の液晶投写型テレビの実施例
においては、リアタイプ液晶投写型ＴＶについて説明し
たが、これに限定するものではなく反射型スクリーンに
画像を投映するフロントタイプ液晶投写型ＴＶでもよい
ことは言うまでもない。さらに、ダイクロイックミラー
により色分離を行なうものとして説明したが、たとえば
吸収型色フィルタを用いて、色分離を行なってもよい。
また、本発明の液晶投写型テレビにおいては、Ｒ，Ｇお
よびＢ光の変調系において投写レンズ系をそれぞれ１つ
ずつ設けているが、これに限定するものではなく、たと
えばミラーなどを用いて液晶パネルにより変調された表
示画像を１つにまとめてから１つの投写レンズ系に入射
させてもよいことは言うまでもない。
においては、リアタイプ液晶投写型ＴＶについて説明し
たが、これに限定するものではなく反射型スクリーンに
画像を投映するフロントタイプ液晶投写型ＴＶでもよい
ことは言うまでもない。さらに、ダイクロイックミラー
により色分離を行なうものとして説明したが、たとえば
吸収型色フィルタを用いて、色分離を行なってもよい。
また、本発明の液晶投写型テレビにおいては、Ｒ，Ｇお
よびＢ光の変調系において投写レンズ系をそれぞれ１つ
ずつ設けているが、これに限定するものではなく、たと
えばミラーなどを用いて液晶パネルにより変調された表
示画像を１つにまとめてから１つの投写レンズ系に入射
させてもよいことは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明は付加容量電極の
一部に遮光膜を形成し、またＴＦＴの上層部に遮光膜を
形成したことにより、（図２）に示すように高分子分散
液晶により散乱された光、あるいはＴＦＴに入射した
光、あるいは光の軌跡ウのように反射してもどってきた
光がＴＦＴの半導体膜に照射されることがない。したが
って、半導体膜に光励起が発生することがない。ゆえ
に、ＴＦＴのオフ時の動作特性が良好となり、コントラ
ストの高い画像表示を行なえる。また、遮光膜の電位を
所定電位にすることにより寄生容量の影響を受けること
がなくなり、ＴＦＴのオフリークの発生がなくなる。ま
た、付加容量電極の一部に遮光膜を形成する構成は凹凸
の発生が少なく、作製プロセスも容易である。また、遮
光膜１９はＴＦＴの中央部直下には形成せず、ＴＦＴの
ゲート端子２０の一辺から入射する光を遮光する第１の
遮光膜パターンと、前記ゲート端子２０のもう一方の辺
から入射する光を遮光する第２の遮光膜パターンから構
成することにより、ゲート端子２０と遮光膜１９との重
なりを小さくすることができるため、寄生容量の発生を
極力小さくすることができる。これにより、ゲート信号
線の負荷を小さくすることができ、ゲートドライブＩＣ
５１の駆動能力を向上できる。また、液晶パネルの光入
射面などに反射防止膜を形成することによりハレーショ
ン・反射を防止でき、スイッチング素子の光励起の発生
がなくなる。このことは、液晶パネルに強い光を入射さ
せる液晶投写型テレビに本発明の液晶パネルを用いれば
特にその効果は有効となる。また、集光角θを狭くする
ことにより、液晶パネルに入射する入射光の広がり角が
小さくなるため、液晶パネル内で発生するハレーション
・反射は低減される。ライトバルブとして高分子分散液
晶パネルを用いる場合、液晶層で入射光を散乱させ光変
調を行うためハレーションなどが発生しやすいが、集光
角θを８度以下とすることにより不要なハレーションを
低減でき表示コントラストを向上できる。また、スイッ
チング素子の光励起も発生しにくい。
一部に遮光膜を形成し、またＴＦＴの上層部に遮光膜を
形成したことにより、（図２）に示すように高分子分散
液晶により散乱された光、あるいはＴＦＴに入射した
光、あるいは光の軌跡ウのように反射してもどってきた
光がＴＦＴの半導体膜に照射されることがない。したが
って、半導体膜に光励起が発生することがない。ゆえ
に、ＴＦＴのオフ時の動作特性が良好となり、コントラ
ストの高い画像表示を行なえる。また、遮光膜の電位を
所定電位にすることにより寄生容量の影響を受けること
がなくなり、ＴＦＴのオフリークの発生がなくなる。ま
た、付加容量電極の一部に遮光膜を形成する構成は凹凸
の発生が少なく、作製プロセスも容易である。また、遮
光膜１９はＴＦＴの中央部直下には形成せず、ＴＦＴの
ゲート端子２０の一辺から入射する光を遮光する第１の
遮光膜パターンと、前記ゲート端子２０のもう一方の辺
から入射する光を遮光する第２の遮光膜パターンから構
成することにより、ゲート端子２０と遮光膜１９との重
なりを小さくすることができるため、寄生容量の発生を
極力小さくすることができる。これにより、ゲート信号
線の負荷を小さくすることができ、ゲートドライブＩＣ
５１の駆動能力を向上できる。また、液晶パネルの光入
射面などに反射防止膜を形成することによりハレーショ
ン・反射を防止でき、スイッチング素子の光励起の発生
がなくなる。このことは、液晶パネルに強い光を入射さ
せる液晶投写型テレビに本発明の液晶パネルを用いれば
特にその効果は有効となる。また、集光角θを狭くする
ことにより、液晶パネルに入射する入射光の広がり角が
小さくなるため、液晶パネル内で発生するハレーション
・反射は低減される。ライトバルブとして高分子分散液
晶パネルを用いる場合、液晶層で入射光を散乱させ光変
調を行うためハレーションなどが発生しやすいが、集光
角θを８度以下とすることにより不要なハレーションを
低減でき表示コントラストを向上できる。また、スイッ
チング素子の光励起も発生しにくい。
【図１】本発明の一実施例に係る液晶パネルの一画素部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】本発明の液晶パネルの効果の説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係る液晶投写型テレビの構
成図である。
成図である。
【図４】本発明の一実施例に係る液晶投写型テレビの一
部斜視図である。
部斜視図である。
【図５】従来の液晶パネルの平面図である。
【図６】従来の液晶パネルの等価回路図である。
【図７】従来の液晶パネルの一画素部の断面図である。
【図８】ＴＮ液晶パネルの動作の説明図である。
【図９】従来の液晶投写型テレビの構成図である。
【図１０】高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。
る。
【図１１】従来の液晶パネルの課題の説明図である。
１１ 対向基板 １２ 対向電極 １３ 高分子分散液晶層 １４，１６，２４ 絶縁膜 １５ 画素電極 １７ 付加容量電極 １９，２５ 遮光膜 ２０ ゲート端子 ２１ 半導体膜 ２２ ドレイン端子 ２３ ソース端子 ２６ 水滴状液晶 ２７ コンタクトホール ３１ 集光光学系 ３２ 赤外線カットミラー ３３ ダイクロイックミラー ３４ 高分子分散液晶パネル ３５，３７，４１，４２ レンズ ３６ アパーチャ ４３ ミラー ４４ 投写レンズ系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/136 G02F 1/1333 G02F 1/13 505 G02F 1/1335
Claims (10)
- 【請求項１】 マトリックス状に配置された画素と、前
記画素に信号を印加するトランジスタ素子と、少なくと
も一方の電極が透明電極からなる付加容量とが形成され
た第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層とを
具備し、 前記第１の基板において、前記トランジスタ素子の下に
形成され、かつ、前記付加容量の透明電極の一部と重ね
て導体からなる第１の遮光膜が形成され、 前記第１の遮光膜は、前記付加容量の透明電極と同一 電
位に保持されることを特徴とする液晶パネル。 - 【請求項２】 マトリックス状に配置された画素と、前
記画素に信号を印加するトランジスタ素子と、付加容量
とが形成された第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層とを
具備し、 前記第１の基板において、前記トランジスタ素子の下に
導体からなる第１の遮光膜が形成され、前記トランジス
タ素子の上に導体からなる第２の遮光膜が形成され、 前記第１の遮光膜は、前記付加容量を構成する一方の電
極と同一電位となるように接続され、 前記第２の遮光膜は、前記トランジスタ素子のゲート端
子と同一電位となるように接続されていることを特徴と
する液晶パネル。 - 【請求項３】 マトリックス状に配置された画素と、前
記画素に信号を印加するトランジスタ素子と、付加容量
とが形成された第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層とを
具備し、 前記第１の基板において、前記トランジスタ素子の下に
導体からなる第１の遮光膜が形成され、 前記第１の遮光膜は、前記付加容量を構成する一方の電
極と同一電位となるように接続され、かつ、前記第１の
遮光膜は少なくとも第１の遮光膜パターンと第 ２の遮光
膜パターンから構成され、 前記第１の遮光膜パターンは、トランジスタ素子のゲー
ト端子の一辺の近傍に配置され、 前記第２の遮光膜パターンは、前記ゲート端子の他の辺
の近傍に配置されていることを特徴とする液晶パネル。 - 【請求項４】 マトリックス状に配置された画素と、前
記画素に信号を印加するトランジスタ素子と、少なくと
も一方の電極が透明電極からなる付加容量とが形成され
た第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層とを
具備し、 前記第１の基板において、前記トランジスタ素子の下に
形成され、かつ、前記付加容量の透明電極の一部と重ね
て導体からなる第１の遮光膜が形成され、前記トランジ
スタ素子の上に導体からなる第２の遮光膜が形成され、 前記第２の遮光膜は、前記トランジスタ素子のゲート端
子と同一電位となるように接続されていることを特徴と
する液晶パネル。 - 【請求項５】 マトリックス状に配置された画素と、前
記画素に信号を印加するトランジスタ素子と、付加容量
とが形成された第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層とを
具備し、 前記第１の基板において、前記トランジスタ素子の下に
導体からなる第１の遮光膜が形成され、前記トランジス
タ素子の上に導体からなる第２の遮光膜が形成され、 前記第１の遮光膜は、前記付加容量の一方の電極の電位
と同一電位となるように接続され、かつ、前記第１の遮
光膜は少なくとも第１の遮光膜パターンと第２の遮光膜
パターンから構成され、 前記第１の遮光膜パターンは、トランジスタ素子のゲー
ト端子の一辺の近傍に配置され、 前記第２の遮光膜パターンは、前記ゲート端子の他の辺
の近傍に配置され、 前記第２の遮光膜は、前記トランジスタ素子のゲート端
子の電位と同一になる ように接続されていることを特徴
とする液晶パネル。 - 【請求項６】 液晶層は、光散乱状態の変化として光学
像を形成する液晶層であることを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれかに記載の液晶パネル。 - 【請求項７】 第１の基板と第２の基板のうち少なくと
も一方の光入射面に反射防止膜が配置されていることを
特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液
晶パネル。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
の液晶パネルと、 光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を前記液晶パネルに導く光
学手段と、 前記液晶パネルで変調された光を投映する投射手段とを
具備することを特徴とする液晶投写型テレビ。 - 【請求項９】 赤光を変調する請求項１から請求項７の
いずれかに記載の第１の液晶パネルと、緑光を変調する
請求項１から請求項７のいずれかに記載の第２の液晶パ
ネルと、青光を変調する請求項１から請求項７のいずれ
かに記載の第３の液晶パネルと、 光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を赤光と緑光と青光に分離
する光分離手段と、 前記第１から第３の液晶パネルで変調された光を投映す
る投射手段とを具備することを特徴とする液晶投写型テ
レビ。 - 【請求項１０】 請求項１から請求項５および請求項７
のいずれかに記載の液晶パネルと、 光発生手段と、 前記光発生手段が放射する光を前記液晶パネルに導く光
学手段と、 前記液晶パネルで変調された光を投映する投射手段とを
具備し、前記液晶パネルの液晶層は、光散乱状態の変化として光
学像を形成する液晶層であり、 前記投射手段の集光角θは８度以下であることを特徴と
する液晶投写型テレビ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005034A JP2884782B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005034A JP2884782B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237027A JPH04237027A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2884782B2 true JP2884782B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=11600183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005034A Expired - Fee Related JP2884782B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884782B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2596692B2 (ja) * | 1993-03-02 | 1997-04-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 散乱型液晶表示装置 |
| TW347477B (en) * | 1994-09-30 | 1998-12-11 | Sanyo Electric Co | Liquid crystal display with storage capacitors for holding electric charges |
| JPH0980476A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Nec Corp | アクティブマトリックス基板とその製造方法 |
| JP3604106B2 (ja) * | 1995-09-27 | 2004-12-22 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP2013195572A (ja) | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 表示媒体、表示装置 |
| JP5927696B2 (ja) | 2012-03-16 | 2016-06-01 | イー インク コーポレイション | 表示媒体、表示装置 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005034A patent/JP2884782B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04237027A (ja) | 1992-08-25 |
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