JPH0611712A

JPH0611712A - 液晶パネルおよびそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0611712A
Application number: JP8306293A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahara; 博司高原; Hideki Omae; 秀樹大前
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【構成】液晶パネルの画素電極を光透過性導電性材料
等で形成し、対向基板２１に反射電極２３を形成する。
画素電極２４は、光学的膜厚がλ／４（λは設計主波
長）の誘電体薄膜と、λ／２のＩＴＯ膜の積層構成であ
る。前記積層構成により画素電極２４の界面での反射光
を防止する。反射電極２３上には凹凸の断面形状からな
る回折格子が形成される。液晶２６には高分子分散液晶
を用いる。液晶層に電圧が印加されていないは回折格子
と液晶との間に屈折率差が生じ、入射光は回折され、電
圧が印加されると液晶の屈折率が変化し、回折格子と液
晶層間の屈折率差がなくなり、入射光は直進する。【効果】高分子分散液晶を用いているため、高輝度表
示が行える。また、回折格子等の効果により高コントラ
スト表示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として小型の液晶パ
ネルに表示された画像をスクリーン上に拡大投映する液
晶表示装置（以後、液晶投写型テレビと呼ぶ）、および
主として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。しかし、大画
面化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、小
型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大
投映し、大画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがに
わかに注目をあつめてきている。現在、商品化されてい
る液晶投写型テレビは液晶の旋光特性を利用したツイス
トネマステック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルが用い
られている。

【０００３】液晶投写型テレビに用いる液晶パネルは小
型でなければならない。なぜならば、液晶パネルサイズ
が大きくなると、投写レンズ径が大きく、かつ、システ
ムサイズが大きくなる。これは、価格が高くなること、
および携帯性を悪化させることを意味する。

【０００４】一方、テレビはハイビジョンテレビのよう
に画素数は増大化の傾向にある。日本のミューズ方式の
場合は１３０万画素が必要である。小型の液晶パネルで
１３０万画素を形成しようとすると一画素に占めるスイ
ッチング素子の形成面積がの割合が高くなる。なお、ス
イッチング素子としては薄膜トランジスタ（以後、ＴＦ
Ｔと呼ぶ）が採用される場合が多い。液晶パネルサイズ
が約３インチで、画素数が３０万画素クラスでは開口率
は３０％程度であり、すでに商品化されている。同じパ
ネルサイズで１００万画素以上を形成しようとすると開
口率は１０％より小さくなるという予測値がある。しか
しながら、近年液晶パネルのＴＦＴを形成する技術は向
上し、徐々に開口率の課題は解決しつつある。これはマ
スク設計精度の向上、セルフアライアメント技術などプ
ロセス技術の向上に起因する。

【０００５】開口率を低下させる要因として、ＴＦＴに
映像信号を伝達する信号線（以後、ソース信号線と呼
ぶ）、および前記ＴＦＴをオン・オフさせる信号を伝達
する信号線（以後、、ゲート信号線と呼ぶ）からの電界
による影響がある。前記電界により液晶の配向状態を画
素に印加された映像信号によらず変化し、画素周辺部に
光ぬけが発生する。前記光ぬけを防止するために、液晶
パネルでは画素電極が形成された基板と対向する基板上
にブラックマトリックスという遮光パターンを形成す
る。遮光パターンは画素の開口率を低下させる。

【０００６】以上のような画素開口率に関係する課題を
解決するために、ＴＮ液晶と反射型画素を用いた液晶パ
ネルおよび前記液晶パネルを用いた液晶投写型テレビが
試作された（PROCEEDINGS OF THE 9TH INTERNATION
AL DISPLAY RESERCH CONFERENCE （JAPAN DISPLAY
‘89）P584〜P587）。

【０００７】前記論文に示す液晶パネルはＴＦＴ上に反
射電極を形成することにより、ＴＦＴの占有面積による
画素開口率の低下を防止し、また、信号線も反射電極の
下層に形成することにより信号線からの電界の影響によ
る画素周辺部からの光ぬけを防止している。したがっ
て、画素サイズは３０×３５μｍの超微細サイズにもか
かわらず、画素開口率は７０％を達成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の液晶パ
ネルの構造には問題がある。液晶パネルはＴＦＴ上に絶
縁膜上に反射電極を形成している。反射電極は鏡面性を
要求されるが反射電極の下層にはＴＦＴなどが形成され
ているため、ＴＦＴの形成パターンが転写され、反射電
極に凹凸が生じる。したがって、光反射率は大幅に低下
する。前記凹凸を防止するためには絶縁膜を厚くすれば
よい。しかし、絶縁膜を厚くするとＴＦＴと反射電極と
を電気的に接続を取るためのコンタクトホールの形成が
困難になる。その上、コンタクトホール部での凹状の落
ち込み量も大きくなる。このことより、絶縁膜は厚くす
ることができず反射電極の鏡面性が落ちる結果となる。

【０００９】一方、反射電極の膜厚を厚くする方法もあ
るが、膜厚を厚くすると反射電極形成のための金属膜蒸
着時間が長くなること、および、反射電極のパターニン
グ時に隣接した反射電極間分離が困難になるという課題
が生じる。また、ラビングの際、ラビング布が反射電極
の端部がひっかかり、反射電極の周辺部の配向が不良に
なる課題も発生する。また、ラビングの際、反射電極に
圧力がかかると、反射電極の端部がくだけ、そのくだけ
た破片が隣接した反射電極間をショートさせるという課
題も発生する。

【００１０】以上の理由により、従来の反射型の液晶パ
ネルは画素の開口率は高くできるという利点はあるが、
実際には反射電極の凹凸などにより反射電極の反射効率
が低下し、高輝度画面を得ることは困難であった。ま
た、配向不良も発生しやすかった。

【００１１】反射型のＴＮ液晶パネルを用いて液晶投写
型テレビを構成するには偏光ビームスプリッタ（以後、
ＰＢＳと呼ぶ）を使用しなければならないことも課題で
ある。ＰＢＳは許容入射光の角度範囲が狭く、かつ、高
価である。また、Ｐ成分とＳ成分の２つの偏光のうち、
一方しか投写光として用いることができないため、投写
画像は暗くなる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の液晶パネルではＩＴＯ等の透明物質で画素
電極を形成し、金属物質で対向電極を形成して反射電極
とする。前記画素電極と反射電極間には高分子分散液晶
を狭持させる。

【００１３】反射電極上に回折格子を形成すれば表示コ
ントラストが向上する。回折格子の形成材料は、高分子
分散液晶が、透過状態あるいは散乱状態のどちらかの屈
折率と一致させる。また、回折格子の最大傾斜角度は４
５度以上にする。

【００１４】画素電極が形成されたガラス基板におい
て、空気と前記ガラス基板が接する面には反射防止膜を
形成、あるいはプリズム、微小なピッチの凹凸が形成さ
れた基板を配置することにより、界面反射光を防止す
る。また、画素電極もＩＴＯ膜と誘電体薄膜からある２
層あるいは３層構成をとることにより、画素電極の界面
での反射光をも防止する。

【００１５】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装置である。メタ
ルハライド等の発光光源をダイクロイックミラーで形成
される色分離光学系で赤、緑、青の３原色の光路に色分
離を行う。それぞれの光路に本発明の液晶パネルが配置
される。液晶パネルは光変調を行い、変調された光は投
写レンズによりスクリーンに投映される。

【００１６】

【作用】高分子分散液晶は液晶の高分子の分散状態によ
り、入射光を散乱し、また、電圧印加により液晶の配向
を一方向に並べることにより透過状態となる。以上の散
乱と透過を電圧印加の有無により切り換え入射光を変調
するものであるから、入射光は偏光である必要がない。
したがって、、少なくともＴＮ液晶の２倍以上の高輝度
表示が可能である。

【００１７】対向電極は素子等が形成されることなく、
非常に良好な平滑性を有している。したがって、アルミ
ニウムなどの金属の蒸着により、非常に良好な反射電極
を形成できる。アルミニウムを用いたときには反射率は
約９０％にも達する。

【００１８】ＴＮ液晶の場合は信号線から発生する電界
により液晶が配向し、画素電極周辺部から光ぬけが発生
していた。高分子分散液晶は液晶分子が画素電極と反射
電極間に発生する電気力線に沿って配向するとき光は透
過する。信号線と画素電極間に発生する電気力線は、画
素電極間に対し、平行であるので、光ぬけが発生しな
い。つまり、信号線からの電界により光抜けは発生せ
ず、画素開口率を高くとれ、高輝度表示が可能となる。

【００１９】反射電極状に凹凸の断面形状を有する層、
つまり回折格子を形成することにより、さらにコントラ
ストを向上させることができる。反射電極上は非常に良
好な平滑性を有するため形成も容易である。また、高分
子分散液晶は配向膜の形成およびラビング処理が不要で
あるので、凹凸があっても液晶パネルの作製上に支障は
ない。高分子分散液晶は主として液晶とポリマーに混在
させた構成である。また、凸部である回折格子の傾斜角
度は画素の法線に対し、４５°以下にする。

【００２０】回折格子の屈折率ｎ_kは液晶の常光屈折率
ｎ_oと一致させる。また、ポリマーの屈折率ｎ_pもｎ_p＝
ｎ_oとなる材料が選定されている。液晶層に電圧が印加
され、光が完全透過の状態（以後、オン状態と呼ぶ）で
は液晶が正の誘電率をもつ場合であれば液晶分子は対向
電極基板に垂直に配向する。そのときの屈折率ｎ_onはｎ
_oである。したがって、ｎ_k＝ｎ_oとなるから、見かけ
上、回折格子は消滅する。液晶層が電圧の無印加状態で
は、液晶層は光散乱状態（以後、オフ状態と呼ぶ）であ
る。簡単のためにポリマーの比率が少ないとすると、こ
の時の屈折率ｎ_off＝（２ｎ_o＋ｎ_e）／３で示される。
ただし、ｎ_eは液晶の異常光屈折率である。したがっ
て、回折格子の屈折率ｎ_k≠ｎ_offとなるから、光は回折
格子により回折される。以上のことにより、オフ状態の
時、液晶パネルの入射光は回折され、オン状態の時、回
折格子は消滅して入射光は直進するから、オンとオフ状
態の光透過量比（以後、コントラストと呼ぶ）は大きく
なる。

【００２１】液晶分子は電界が一定以上の場合、電気力
線に沿って配向する。対向電極基板に対して垂直な方向
つまり法線方向の電気力線に液晶分子が配向した時、液
晶の屈折率ｎ_aはおよそ常光屈折率ｎ_oとなる。一方、対
向電極基板に平行な電気力線に沿って配向した時、液晶
の屈折率ｎ_bはおよそ（ｎ_o＋ｎ_e）／２となる。対向電
極基板に形成する回折格子材料の誘電率ε_kは４〜６、
一方、液晶の誘電率ε_e＝１５〜２５である。したがっ
て、対向電極から発した電気力線は回折格子内を透過し
にくく、ほとんどが液晶層を透過する。そのため、電気
力線の一部は回折格子の凹凸形状に沿って発生する。液
晶分子は電気力線に沿って配向するため、凸部に沿って
配向した液晶の屈折率はｎ_aとｎ_bの間の値をしめす。液
晶層に電圧が印加された時に回折格子の屈折率ｎ_kと液
晶層の屈折率ｎ_onが一致したとき回折格子が消滅する
が、前述のように回折格子の凸部に沿って電気力線が発
生すると液晶層の一部の領域でｎ_k＝ｎ_oとならない。つ
まり、液晶層内で屈折率分布が発生する。したがって、
液晶層に電圧を印加しても回折格子は消滅しない。

【００２２】回折格子の凸部の傾斜角度が対向電極基板
の法線に対して垂直に近ければ電気力線も垂直に発生す
るからほぼ液晶層の屈折率はｎ_on＝ｎ_oとなり、ｎ_k＝ｎ
_oとなる。つまり、回折格子のピッチが短く、かつ高さ
が高ければ回折格子の凸部の傾斜角度が大きくなり、電
気力線はほぼ対向電極基板の法線方向に発生することに
なる。

【００２３】画素電極は、反射防止構造をとる。具体的
には、ＩＴＯ等の透明電極を光学的膜厚を略λ／２（λ
は設計主波長）とし、その片方もしくは前後に誘電体薄
膜を略λ／４積層する。また、光の入射面に反射防止膜
を形成もしくは凹凸基板あるいはくさび状のプリズム基
板を配置する。

【００２４】以上の構成をとることにより、液晶層に入
射せず、界面で反射する光を防止できる。界面で反射す
る光は光の変調を寄与せず、コントラストを低下させ
る。反射防止構造をとることにより液晶パネルの表示コ
ントラストを向上できる。

【００２５】本発明の液晶投写型テレビは、本発明の液
晶パネルと、メタルハライドランプ等の発光源と、前記
発光源からの光を照射するレンズ系と、前記液晶パネル
で変調された光をスクリーンに投映する投写レンズ系を
有するものである。液晶パネルからの光は色分離光学系
で、赤色、青色および緑色の３原色の光路に分離され、
それぞれの光路に液晶パネルが配置される。液晶パネル
の高分子分散液晶の構成は入射光の分光特性に適合して
作製されている。例えば、液晶成分が水滴状をなす場合
は、変調する光の波長が長波長のとき粒子径は大きく、
逆に短い場合は粒子径は小さくする。

【００２６】高分子分散液晶パネルは光変調に偏光板を
用いる必要がないため、高輝度表示が行える。また、パ
ネルで光吸収も少ないため、劣化も少なく、安定であ
る。

【００２７】

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

【００２８】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。

【００２９】これに対して、ＰＮＬＣは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。なお、前述のＰＤＬＣおよびＰＮＬＣの液晶の動
きの説明はあくまでもモデル的な考え方である。本発明
においてはＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パネルのうち一方
に限定するものではないが、説明を容易にするためＰＤ
液晶パネルを例にあげて説明する。また、ＰＤＬＣおよ
びＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶と呼び、ＰＤ液晶
パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称して高分子分散液晶
パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶パネルに注入する
液晶を含有する液体を総称して液晶溶液と呼び、前記液
晶溶液中の樹脂成分が重合硬化した状態をポリマーと呼
ぶ。

【００３０】高分子分散液晶の動作について（図１５
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図１５（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。（図１５（ａ）（ｂ））において、２２はＴＦＴな
どが形成されるアレイ基板、２４は画素電極、２３は対
向電極としての反射電極、１５２は水滴状液晶、１５１
はポリマー、２１は対向電極基板である。画素電極２４
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１５
（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１５２は不規則な方向に配向して
いる。この状態ではポリマー１５１と液晶とに屈折率差
が生じ入射光は散乱する（ＯＦＦ）。ここで（図１５
（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
射光は散乱せずに反射電極２３で反射し、アレイ基板２
２より出射する。

【００３１】図２は本発明の液晶パネルの断面図であ
る。ただし、図面はモデル的に描いている。アレイ基板
２２上には画素電極２４と、前記画素電極２４に信号を
印加するスイッチング素子としてのＴＦＴ２８，および
ソース信号線（図示せず）等が形成されている。画素電
極はＩＴＯ等で形成され、光透過性を有する。一方、対
向電極基板２１上にはアルミニウムからなる金属薄膜が
形成されている。前記金属薄膜は対向電極および反射電
極の役割をはたす。反射電極２３上には回折格子２７が
形成されている。

【００３２】回折格子２７の斜視図を（図３）に示す。
回折格子２７は図面では台形形状に図示したが、これに
限定するものではなく、ノコギリ形状、三角形状、サイ
ンカーブ状、矩形形状のいずれであってもよい。また、
（図３）に示すように一次元回折格子だけでなく（図
４）に示すように２次元回折格子でも良い。回折格子の
ピッチの一例として１μｍ〜２０μｍの範囲が好まし
い。さらには２〜１０μｍの範囲が好ましい。また、高
さは０．５μｍ〜８μｍの範囲が好ましく、さらには１
μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。

【００３３】回折格子の材料としてはＳｉＯｘ、ＳｉＮ
ｘ、ＴａＯｘ、ガラス系物質などの無機物質、レジスト
として用いられる材料、ポリイミド、アクリル系樹脂な
どの有機物質などが例示される。材料の選定としては高
分子分散液晶層２３のポリマーの屈折率に対応して決め
る。液晶の常光屈折率ｎ_oは１．４５〜１．５５、液晶
の異常光屈折率ｎ_eは１．６５〜１．８０、ポリマーの
屈折率ｎ_pは１．４５〜１．５５のものがよく用いられ
る。またｎ_p≒ｎ_oにしておく場合が多い。

【００３４】本発明の高分子分散液晶に用いる液晶材料
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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】この紫外線硬化性化合物中に液晶材料を均
一に溶解させた液状ないしは粘稠物を２枚の基板間に注
入させた後に、紫外線照射を行って紫外線硬化性化合物
のみを硬化させ、その際に液晶材料のみ相分離して高分
子分散液晶層が形成される。

【００４０】高分子分散液晶層中の液晶材料の割合はこ
こで規定してないが、一般には２０重量％〜９０重量％
程度が良く、好ましくは５０重量％〜８０重量％程度が
良い。２０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、屈
折率変化の効果が乏しい。また９０重量％以上となると
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液晶層の散乱性能が低下する。高
分子分散液晶層の構造は液晶比率によって変わり、だい
たい５０重量％以下では液晶滴は独立したドロップレッ
ト状つまり水滴液晶として存在し、５０重量％以上とな
ると高分子と液晶が互いに入り組んだ連続相となる。

【００４１】例えば、正の誘電異方性を持つ液晶材料を
用いた場合、液晶がオフ状態の時の液晶層２６の屈折率
ｎ_offは一般的に（２ｎ_o＋ｎ_e）／３で示される。逆に
オン状態の時の屈折率ｎ_onはｎ_oとなる。従って、液晶
がオフ状態のとき回折格子を出現させ、オン状態のとき
回折格子を消滅させる為には、回折格子の屈折率ｎ_k＝
ｎ_pもしくは、その近傍の値となるようにすればよい。
つまり、液晶がオフ状態の時は液晶層の屈折率ｎ_off＝
（２ｎ_o＋ｎ_e）／３であるから、ｎ_k≠ｎ_offであり回折
格子２７と液晶層２６に屈折率差Δｎが生じる。逆に液
晶がオン状態の時は液晶層２６の屈折率はｎ_oとなるか
ら、ｎ_o＝ｎ_pとするとｎ_k＝ｎ_pとなる。つまり、回折格
子２７と液晶層２６間にに屈折率差がなくなる。回折格
子の屈折率ｎ_kとポリマーの屈折率ｎ_pの屈折率差は０．
１以内にすることが望ましく、０．１以内の材料を選定
すべきである。

【００４２】以上の検討から、回折格子２７の形成材料
としては、現状の無機材料としては、プロセス上形成・
加工が容易ならＳｉＯ₂が適していると考えられる。Ｓ
ｉＯ₂の屈折率は通常１．４５〜１．５０程度である。
また、形成方法としてはＳｉＯ ₂を蒸着後、パターンマ
スクを形成しエッチングすればよい。あるいはガラス基
板をフォトリソグラフィとドライエッチングの手法を用
い直接回折格子を形成しても良い。また、有機材料とし
ては液晶層２６に用いるものと同一の透明なポリマーを
用いるのが最適である。また、通常の半導体の製造に用
いるレジスト材料なども用いることができる。上記のよ
うな材料を用いた回折格子２７の形成方法としては、ロ
ールクォーターあるいはスピンナー等で基板上に塗布
し、パターンマスクを用いて必要な部分のみ重合するな
どすればよい。また、ポリマー＋ドーパントからからな
る感光性樹脂を基板にスピンコートし、パターンマスク
を介して露光したのち、減圧加熱によりドーパントを昇
華させる方式でドライ現像する方法もある。

【００４３】回折格子２７のピッチｐ、高さｄは変調す
る光の波長λ、液晶層２６の屈折率及び光学系の光の指
向性および必要とする回折効率などによりかなり異な
る。従って、ピッチｐ・高さｄは光学系の光の指向性、
回折角度θ、波長λにより決定すべきである。しかし、
回折格子形成上のプロセス条件などに左右されることも
多い。およそピッチｐは１μｍ〜１５μｍであり、中で
も１μｍ〜１０μｍが最適である。これは本発明の液晶
パネルを液晶投写型テレビに用いる際の投写レンズのＦ
値を考慮して定めるべきである。およそ、Ｆ値が５．０
のときピッチｐは５μｍ以下、７．０のときピッチは８
μｍ以下に設定する。なお、プロセス上、回折格子の形
状はサインカーブ状あるいは台形状となることが多い。

【００４４】高さｄは、回折効率に大きく依存する。高
さｄは０次光を０にしようとすると２〜５μｍ必要であ
る。しかし、通常、０次光を完全に０にする必要はな
く、回折効率が４０〜７０％でよいから高さｄは２〜３
μｍでよい。

【００４５】また、回折格子の凸部の傾斜角度は以下に
示すことから制限をうける。（図５）は、回折格子２７
近傍の電気力線をモデル的に示している。いま、説明を
容易にするために、電気力線は反射電極２３から発し、
画素電極２４で終了するとする。回折格子２７間の反射
電極２３から発した電気力線Ａは、アレイ基板２２に垂
直方向つまり法線方向にのびる。しかし、回折格子２７
の近傍の電気力線Ｂは回折格子２７の凸部、つまり斜面
にそってのび、画素電極の法線とθの角度が生じる。こ
れは、液晶層２６の比誘電率ε_eと回折格子２７の比誘
電率ε_kが異なるためにおこる。通常液晶層２６の比誘
電率ε_eは、電圧印加状態と非印加状態とで異なるがお
よそ１５〜２５である。一方、回折格子２７の比誘電率
は４〜６である。つまり、電気力線は液晶中を透過しや
すく回折格子２７内は透過しにくい。

【００４６】液晶分子は一定以上の電界が印加されると
電気力線に沿って配向する。また、配向方向により液晶
は屈折率が異なる。液晶が対向電極基板２１の法線に平
行、つまりθ＝０のとき液晶屈折率は常光屈折率のｎ_o
となる。一方、θが９０度のとき屈折率は理論的には
（ｎ_o＋ｎ_e）／２となる。θが０〜９０度の範囲ではそ
の中間状態の屈折率を示す。したがって、液晶分子５１
ｂはθ＝０であるから屈折率はｎ_oとなる。液晶分子５
１ａの屈折率はｎ_oと（ｎ_o＋ｎ_e）／２の中間的な値と
なる。

【００４７】本発明の液晶パネルでは電圧が印加状態で
回折格子２７間の液晶層２６の屈折率と回折格子２７の
屈折率を一致させ、回折効果を消滅させるものである。
液晶分子５１ａがθの角度をもって配向すると回折格子
２７間の液晶層２６と回折格子２７の屈折率が一致しな
い。しかし、θが小さい時、液晶分子５１ｂの屈折率は
ほぼｎ_oとみなせる。ポリマー量が液晶層２６の屈折率
に寄与しないとみなすと、液晶分子の屈折率はθ＝０の
ときｎ_o，θ＝９０度のとき（ｎ_o＋ｎ_e）／２である
が、その間の屈折率はθに対して非線形カーブで屈折率
が変化する。具体的にはおよそサインカーブ状である。
つまりθが０〜２０度では液晶分子の屈折率はｎ_oとみ
なすことができ、７０〜９０度では液晶分子の屈折率は
（ｎ_o＋ｎ_e）／２の値とみなすことができる。したがっ
て、θが小さいとｎ_oとみなせる。ゆえに、回折格子２
７の傾斜角度は少なくとも４５度つまりθ＝４５度、好
ましくは傾斜角度は６０度以上つまりθ＝３０度、さら
に好ましくは傾斜角度は７０度以上つまりθ＝２０度以
下にするのがよい。

【００４８】このことから、回折格子２７の高さとピッ
チｐの比ｄ／ｐは１／３以上にすることが好ましい。さ
らにはｄ／ｐは１／２以上がよい。具体的な設計値とし
てはｄ＝３〜４μｍの時ｐ＝５〜８μｍの範囲で回折格
子を形成する。この時、回折角度θは５〜７度となり液
晶投写型テレビを構成した場合、投写レンズにＦ５から
Ｆ６前後のものを用いることができる。

【００４９】また、回折格子２７は（図４）に示すよう
な２次元回折格子の方が一次回折格子より適する。これ
は、液晶層２６の体積割合が回折格子２７の体積より十
分大きくなり、配向動作を行える液晶分子が多くなる点
および反射電極２３が露出する面積が大きくなり液晶層
に電圧が印加されやすくなるためである。また、液晶の
注入もやりやすくなる。

【００５０】液晶層２６の膜厚としては２μｍ〜２０μ
ｍに形成され、中でも３μｍ〜１５μｍの範囲が散乱特
性および駆動する上での印加電圧の範囲が最適である。
前記膜厚は６〜８Ｖの印加電圧で最大透過率９０％が得
られるように設定すればよい。

【００５１】オフの状態の時は液晶層２６の屈折率はポ
リマーの屈折率ｎ_pと液晶の常光屈折率ｎ_oおよび異常光
屈折率ｎ_eとがまざった状態の屈折率を示す。このマク
ロ的にみた屈折率をｎ_offとする。ポリマー量が少ない
ときｎ_offはおよそ（２ｎ_o＋ｎ_e）／３とみなせる。一
方、オン状態の液晶層２６の屈折率ｎ_onはｎ_oとなる。
なお、回折格子の屈折率ｎ_kはｎ_k≒ｎ_oとなるようにし
ている。

【００５２】以下、本発明の液晶パネルの動作について
説明する。まず、オフ状態の時、回折格子２７の屈折率
ｎ_k≠液晶層２６の屈折率ｎ_offであるから、回折格子２
７が生成された状態となる。したがって、入射光は回折
される。回折された光は液晶層２６で散乱され、更にそ
の光路は曲げられる。以上のことにより液晶層２６を直
進する光は非常に少なくなる。逆に、オン状態の時、回
折格子２７の屈折率ｎ _k≒液晶層２６の屈折率ｎ_onとな
る。したがって、ｎ_k≒ｎ_p≒ｎ_oとなるから液晶層２６
は透明となるとともに、回折格子は消滅する。したがっ
て、入射光は直進する。オン状態とオフ状態の中間での
電圧印加状態では中間的な光の散乱、透過状態となる。
以上のように印加電圧により回折格子を生成あるいは消
滅させることができるため、表示コントラストを向上で
きる。

【００５３】入射光はアレイ基板２２側より入射し、画
素電極２４および液晶層２６を透過して反射電極２３で
反射して、再び液晶層２６、画素電極２４を透過してア
レイ基板より出射する。しかし一部の光は空気とアレイ
基板との界面あるいは画素電極２４の界面で反射してし
まう。これらの反射光は液晶層を通過しない。したがっ
て光変調されないから不要光となる。不要光は表示コン
トラストを低下させる。本発明の液晶パネルは画素電極
２４を反射防止構造とすることにより不要光を低減させ
ている。

【００５４】まず、画素電極２４の界面での不要光を防
止する構造に付いて説明する。（図６）はアレイ基板部
の断面図である。（図６）において６２は画素電極であ
る。６１は空気とアレイ基板面との反射防止膜である。
この反射防止膜６１は、Ｙ₂Ｏ₃およびＭｇＦ₂からなる
薄膜を光学的膜厚がそれぞれλ／４に積層した構成であ
る。

【００５５】反射防止効果を有する画素電極６２は、ア
レイ基板２２の屈折率とＩＴＯ膜６２ａの屈折率の間の
屈折率を有する誘電体薄膜６２ｂと、画素電極となるＩ
ＴＯ膜６２ａとの２層構成であり、ＩＴＯ膜６２ａの光
学的膜厚がλ／２、薄膜６２ｂの膜厚がλ／４である。

【００５６】その分光反射率を（図７）に示す。（図
７）からわかるように、波長帯域幅１００ｎｍ以上にわ
たり反射率０．３％以下の特性を実現でき、高い反射防
止効果を得ることができる。薄膜６２ｂの屈折率は１．
５０以上１．７０以下が望ましく、（図７）の実施例で
はＡｌ₂Ｏ₃を用いたが、他にＣｅＦ₃、ＳｉＯ、ＷＯ₃、
ＬａＦ₃、ＮｄＦ₃のいずれかを用いても良い。（表１）
（表２）に各材料の屈折率、光学的膜厚、物理的膜厚を
示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】（図８）に示すように画素電極８１をＩＴ
Ｏ膜を含む３層構成とすれば、さらに高い反射防止効果
が得られる。反射防止膜８１は、アレイ基板２２側から
順に第１の誘電体薄膜８１ｃ、ＩＴＯ膜８１ａ、第２の
誘電体薄膜８１ｂで構成される３層構成であり、ＩＴＯ
膜８１ａの膜厚を光学的膜厚がλ／２、第１の薄膜８１
ｃおよび第２の薄膜８１ｂを光学的膜厚がλ／４であ
る。

【００６０】その分光反射率を（図９）に示す。（図
９）からわかるように、波長帯域幅２００ｎｍ以上にわ
たり反射率０．１％以下の特性を実現でき、極めて高い
反射防止効果を得ることができる。

【００６１】第１の薄膜８１ｃおよび第２の薄膜８１ｂ
の屈折率は１．６０以上１．８０以下が望ましい。（図
９）の実施例ではいずれもＳｉＯを用いたが、どちらか
一方、または両方の薄膜を、他にＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｍ
ｇＯ、ＣｅＦ₃、ＷＯ₃、ＰｂＦ₂のいずれを用いても良
い。

【００６２】（図６）の反射防止膜６１のかわりに（図
１０）に示すようにアレイ基板２２上にガラス基板１０
２を配置してもよい。ガラス基板１０２上にはノコギリ
歯状の凸部が形成される。凸部のピッチは本発明の液晶
パネルを液晶投写型テレビのライトバルブとして用いた
際、スクリーン上にモアレが発生しないように、画素ピ
ッチの５分の１以下にする。好ましくは８分の１以下に
する。たとえば、画素ピッチが１００μｍであれば凸部
の１０３の形成ピッチは２０μｍ以下にすることが好ま
しい。

【００６３】凸部１０３の形成方法としては、電子ビー
ム装置による光露光で原盤を作製し、この原盤からニッ
ケル電鋳法を用いて金型の１種であるスタンパをつく
る。次にガラス基板１０２上にＵＶ樹脂を滴化し、前記
スタンパを乗せ、紫外線を照射する。以上のようにして
凸部１０３は形成される。また、ガラス基板１０２とア
レイ基板２２は紫外線硬化のアクリル系接着剤で接着す
る。

【００６４】なお、ガラス基板１０２上に凸部１０３を
形成するとしたが、これに限定する物ではなく、アレイ
基板２２上に直接凸部１０３を形成してもよいまた、ガ
ラスプレス技術を用いて形成してもよい。また凸部の形
成はノコギリ歯状に限定するものでもない。

【００６５】高分子分散液晶を用いて反射型液晶パネル
を構成すると、入射光は液晶パネルの法線Ｄに対して斜
めから入射し、、斜め方向から変調された光をとりだす
必要がある。これらはＴＮ液晶のように偏光を用いる方
式でないため偏光ビームスプリッタ等のＰＳ波分離素子
を用いることができないためである。つまり（図１０）
ではＣから入射し、Ｂから変調された光を取り出す。

【００６６】（図１０）においてＣより入射した光は凸
部によりＡ方向に反射する。凸部を透過した光は反射電
極２３に達し、Ｂ方向へ出射する。Ｂ方向に投写レンズ
を配置すれば、高コントラストの画像表示が行える。

【００６７】（図１１）の実施例ではガラス基板１０２
のかわりにプリズム１１２を配置している。プリズムの
傾斜角度θとしては４度〜１５度の範囲が好ましい。不
要な界面反射光Ａはプリズム１１２の表面で反射する。
なお、他の点については（図１０）の本発明の液晶パネ
ルと同様であるので説明を省略する。

【００６８】液晶パネルを液晶投写型テレビのライトバ
ルブとして用いる場合、５万Ｌｘ以上の強い力が液晶パ
ネルに入射する。入射光は本発明の液晶パネルの構成で
はアレイ基板２２側から入射する。この光は液晶パネル
を加熱するばかりか、液晶パネルの表示領域の周辺部に
配置されたドライブＩＣ１１３をも誤動作させる。その
ため、（図１３）に示すように本発明の液晶パネルでは
ドライブＩＣ１１３が積載された基板の裏面側に遮光膜
１３１を形成している。遮光膜１３１はアルミニウムま
たはクロムなどの金属薄膜で形成することが好ましい
が、金属板などを取り付けてもよい。

【００６９】放熱を改善するため、（図１４）に示すよ
うに放熱板１４２を取り付けてもよい。放熱板１４２は
熱伝導性の金属酸化物を配向したシリコーン系の接着剤
１４１で対向電極基板２１と接続する。放熱板１４２を
取り付けることにより冷却の効果が増大する。さらに表
示面内の温度分布が均一となり、温度分布による表示ム
ラが発生しない。なお、反射型液晶パネルの場合、透過
型と異なり、液晶パネルの裏面から強制冷却を行うこと
がシステム設計上極めて容易である。したがって、放熱
板１４２は必要に応じて取り付ければ良く、通常の場
合、ファンなどの強制空冷により充分冷却できる場合も
多い。

【００７０】反射型の場合は入射光は液晶層２６を通過
するときと、反射電極で反射されて再び液晶層２６を通
過するときの２回液晶層２６で散乱される。したがっ
て、コントラストを、透過型液晶パネルに比較して高く
することができる。なお、２３は反射電極としたが、
（図１２）に示すように対向電極基板の片面に反射膜１
２１を形成し、２３を透明電極としてもよい。前記の場
合、入射光はアレイ基板２２、画素電極２４、液晶層２
６、対向電極２３、対向基板２１を透過し、反射膜１２
１で反射される。

【００７１】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１）は本発明の液晶
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。

【００７２】（図１）において、１１は集光光学系であ
り、内部に凹面鏡１１６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１１ａ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、本発明の液晶投写型テレ
ビの用途として充分である。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
しく、さらには４ｍｍ以下がさらに好ましい。アーク長
が長いと光の指向性を狭くすることができない。また、
無理に狭くすると光集光能力が低下する。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長３
ｍｍ強のものがある。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。凹面鏡はラ
ンプのアーク長に合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４
ｍｍであれば投写レンズのＦ値は８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３ｍｍのメタルハライドランプであ
り、凹面鏡は球面状の物を用い、また、投写レンズのＦ
値はＦ１０である。１１ｃは赤外線および紫外線を反射
させて可視光のみを透過させるＵＶＩＲカットフィルタ
である。

【００７３】１４ｃは本発明の液晶パネルである。本発
明の液晶投写型テレビ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、液晶として高分子分散液晶
を用いる場合は、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。これは光が長波長にな
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。水滴状液晶の粒子径は、重合させるとき
の紫外線光を制御すること、あるいは使用材料を変化さ
せることにより制御できる。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。

【００７４】凹面鏡１１ｂはガラス製で、反射面に可視
光を反射し赤外光を反射する多層膜を蒸着したものであ
る。ランプ１１ａからの放射光に含まれる可視光は、凹
面鏡１１ｂの反射面により反射する。凹面鏡から出射す
る反射光は、フィルタ１１ｃにより赤外線と紫外線とが
除去されて出射する。

【００７５】投写レンズ１２は液晶パネル１４側の第１
レンズ群１２ａとスクリーン投写側の第２レンズ群１２
ｂとで構成され、第１レンズ群１２ａと第２レンズ群１
２ｂとの間には平面ミラー１２ｃが配置されている。液
晶パネル１４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１２ａを透過した後、約半分が平面ミ
ラー１２ｃに入射し、残りが平面ミラー１２ｃに入射せ
ずに第２レンズ群１２ｂに入射する。平面ミラー１２ｃ
の反射面の放射は投写レンズ１２の光軸１５に対して４
５°傾いている。

【００７６】光源１１からの光は平面ミラー１２ｃで反
射されて第１レンズ群１２ａを透過し、液晶パネル１４
に入射する。液晶パネル１４からの反射光は、第１レン
ズ群１２ａ、第２レンズ群１２ｂの順に透過してスクリ
ーン１６に到達する。投写レンズ１２の絞りの中心から
出て液晶パネル１２ｃに向かう光線は、液晶層２６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。

【００７７】ここでは説明を容易にするために１４ｃを
Ｇ光を変調する液晶パネル、１４ｂをＢ光を変調する液
晶パネル、１４ａをＲ光を変調する液晶パネルであると
して説明する。

【００７８】（図１）において、１３はダイクロイック
ミラーであるが、これは色合成系と色分離系を兼用して
いる。光源からの出射された白色光は平面ミラー１２ｃ
によりおりまげられ、投写レンズ１２の第１群に入射す
る。フィルタ１１ｃの帯域は半値幅の値で４３０ｎｍ〜
６９０ｎｍである。以後、光の帯域を記述する際は半値
幅で表現する。ダイクロイックミラー１３ａはＧ光を反
射し、Ｒ光およびＢ光を透過させる。Ｇ光はダイクロイ
ックミラー１３ｃで帯域制限され、液晶パネル１４ｃに
入射する。Ｇの帯域は５１０〜５７０ｎｍにする。一方
ダイクロイックミラー１３ｂはＢ光を反射し、Ｒ光を透
過させる。Ｂ光は液晶パネル１４ｂに、Ｒ光は液晶パネ
ル１４ａに入射する。入射するＢ光の帯域は４３０ｎｍ
〜４９０ｎｍ、Ｒ光の帯域は６００ｎｍ〜６９０ｎｍで
ある。液晶パネル１４はそれぞれの映像信号に応じて散
乱状態の変化として光学像が形成する。液晶パネルで形
成された光学像はダイクロイックミラー１３ａ、１３ｂ
で色合成され、投写レンズ１２に入射し、スクリーン１
６上に拡大投写される。この際、Ｒ・Ｇ・Ｂの３つの光
学系はスクリーン上に重ね合わされる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明は、光透過性を有す
る画素電極と、前記画素電極に信号を印加するスイッチ
ング素子が形成された第１の基板と、反射電極が形成さ
れた第２の基板とを具備し、前記画素電極と反射電極間
に高分子分散液晶を狭持し、反射型の液晶パネルを用い
ることにより、透過型液晶パネルを用いる場合に比較し
て、入射光が２回液晶層を通過することから、コントラ
ストが良好となる。また、画素開口率も高くすることが
できるので高輝度表示を行うことができる。その上、液
晶パネルの裏面には障害物がないのでパネル冷却が容易
である。たとえば、裏面からの強制空冷を容易に行え、
また、裏面にヒートシンク等も容易に取り付けることが
できる。

【００８０】以上のように、本発明の液晶パネルは画素
電極を透明電極で形成し、対向電極を金属物質で構成し
て反射電極としているので、反射電極は良好な鏡面にす
ることができるため、光の反射効率は非常に高い。した
がって、本発明の液晶パネルを用いて液晶投写型テレビ
を構成させれば高輝度の画像表示を実現できる。また、
対向電極をアルミニウム等を蒸着して反射電極にするだ
けであるから、従来の液晶パネルの製造ラインをそのま
ま用いることができ、新たな設備投資も不要である。

【００８１】また、従来の液晶パネルでは対向電極はＩ
ＴＯ等で形成しているため抵抗値が高く、その影響で表
示画像に輝度ムラが発生することがあったが、本発明の
液晶パネルでは対向電極はアルミニウム等の金属物質で
形成しているため、抵抗値が低く、前述の問題点は全く
発生しない。

【００８２】また、従来の反射型の液晶パネルでは反射
電極の段差のために反射電極周辺部の配向不良をひきお
こしていたが、本発明の構成であれば、高分子分散液晶
を用いるため、配向処理は不要である。したがって、前
述の問題は発生しない。

【００８３】また、液晶として高分子分散液晶を用い、
この際反射型の構成をとることにより、透過型液晶パネ
ルと比較して、１／２の液晶膜厚で同等の散乱透過性を
得ることができ、騒動電圧も低減できることから、消費
電力化を実現できる。

【００８４】また、（図１０）もしくは（図１１）に示
すように凸部を形成することにより、アレイ基板１０２
面での反射を防止することができ、コントラストを大幅
に向上させることができる。

【００８５】その上、反射構造であるから（図１４）に
示すように光の入射面に放熱板等を配置することがで
き、液晶パネルの表示面内に温度分布が発生しない。し
たがって温度分布による表示画像の色ムラが発生するこ
とがなく、また、パネル使用温度も４０度以内に抑える
ことができるため、パネルの高寿命化にも寄与できる。

【００８６】また、画素電極を（図６）または（図８）
に示すように反射防止構造にすれば、界面反射を防止で
き、良好なコントラスト表示を行うことができる。

【００８７】また、液晶パネル内に回折格子を形成すれ
ば、その液晶層での散乱効果と回折効果により、液晶の
オフ状態での光の直進透過量を大幅に小さくすることが
できる。逆に液晶がオン状態では回折格子は消滅するの
で、入射光はそのまま直進する。したがって、階調表示
特性が非常に良好な高品位画像表示を実現できる。

【００８８】本発明の液晶投写型テレビでは、本発明の
液晶パネルを用いているために、画質の高輝度化および
高コントラスト表示を実現できる。さらに、本発明の液
晶投写型テレビではＲ・Ｇ・Ｂの波長それぞれに対応し
て、水滴状液晶の平均粒径または孔子径を変化させるこ
と、回折格子の高さ等を変化させることにより、それぞ
れの波長でのコントラストを大幅に改善しており、高品
位映像表示を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶投写型テレビの構成図

【図２】本発明の一実施例における液晶パネルの断面図

【図３】本発明の液晶パネルの一実施例における一部斜
視図

【図４】本発明の液晶パネルの他の実施例における一部
斜視図

【図５】本発明の液晶パネルの動作の説明図

【図６】本発明の液晶パネルの他の実施例における一部
断面図

【図７】（図６）に示した液晶パネルの特性図

【図８】本発明の液晶パネルの他の実施例における一部
断面図

【図９】（図８）に示した液晶パネルの特性図

【図１０】本発明の液晶パネルの他の実施例における一
部断面図

【図１１】本発明の液晶パネルの一実施例における断面
図

【図１２】本発明の液晶パネルの他の実施例における断
面図

【図１３】本発明の液晶パネルの他の実施例における一
部断面図

【図１４】本発明の液晶パネルの他の実施例における断
面図

【図１５】高分子分散液晶パネルの動作の説明図

【符号の説明】

１１ａランプ１１ｂ凹面鏡１１ｃフィルタ１２ａ，１２ｂレンズ１２ｃミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃダイクロイックミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ液晶パネル１５光軸１６スクリーン２１対向基板２２アレイ基板２３反射電極２４、６２、８１画素電極２６液晶層２７、４１回折格子２８ＴＦＴ５１ａ，５１ｂ液晶分子６１反射防止膜１０１光結合剤１０２ガラス基板１０３凸部１１１封止樹脂１１２プリズム１１３ドライブＩＣ１２１反射膜１３１遮光膜１４１接続剤１４２放熱板１５１ポリマー１５２水滴状液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性を有する画素電極と、前記画素電
極に信号を印加するスイッチング素子が形成された第１
の基板と、反射電極が形成された第２の基板とを具備
し、前記画素電極と反射電極間に高分子分散液晶を狭持
していることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】光透過性を有する画素電極と、前記画素電
極に信号を印加するスイッチング素子が形成された第１
の基板と、反射電極が形成された第２の基板とを具備
し、前記反射電極上に凹凸の断面形状を有する層が形成
されており、かつ、前記画素電極と反射電極間に高分子
分散液晶を狭持していることを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】凸部の最大傾斜角度が画素電極の法線に対
して４５度以下であることを特徴とする請求項２記載の
液晶パネル。
【請求項４】凸部の高さが１μｍ以上１０μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項２記載の液晶パネル。
【請求項５】凸部の繰り返しピッチが１５μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項２記載の液晶パネル。
【請求項６】凹凸の断面形状を有する層の屈折率が、高
分子分散液晶の層が透過状態である時の屈折率と、ある
いは高分子分散液晶層が散乱状態であるときの屈折率と
略一致することを特徴とする請求項２記載の液晶パネ
ル。
【請求項７】画素電極は、透明誘電体薄膜と、光学的膜
厚が略λ／２（λは設計主波長）の透明導電性薄膜の組
み合わせにより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。
【請求項８】画素電極は光学的膜厚が略λ／４（λは設
計主波長）の透明誘電体薄膜と、光学的膜厚が略λ／２
の透明導電性薄膜により構成され、透明誘電体薄膜の屈
折率は１．５以上１．７以下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。
【請求項９】透明導電体薄膜はＩＴＯであり、かつ、前
記薄膜は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、フッ化セリ
ウム（ＣｅＦ₃）、一酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化タ
ングステン（ＷＯ₃）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ₃）の
いずれかであることを特徴とする請求項８記載の液晶パ
ネル。
【請求項１０】画素電極は、光学的膜厚が略λ／４（λ
は設計主波長）の第１の透明誘電体薄膜と、光学的膜厚
が略λ／２の透明導電性薄膜と、光学的膜厚が各λ／４
の第２の透明誘電体薄膜が順次積層されて構成され、か
つ、前記第１および第２の透明誘電体薄膜は同一物質で
あり、かつ、前記透明誘電体薄膜の屈折率は１．６以上
１．８以下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。
【請求項１１】第１および第２の透明誘電体薄膜は、一
酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、フッ化鉛
（ＰｂＦ₂）のいずれかであることを特徴とする請求項
１０記載の液晶パネル。
【請求項１２】第１の基板において、空気と接する面に
反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の液晶パネル。
【請求項１３】第１の基板の画素電極が形成された面の
反対面に、複数の凹凸を有する第３の基板が、光学的結
合手段を介して接続または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。
【請求項１４】第１の基板の画素電極が形成された面の
反対面に、光透過性を有し、かつ、表面とその裏面とが
不平行をなす第３の基板が、光学的結合手段を介して接
続または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。
【請求項１５】請求項１または請求項２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
ネルで変調した光を投映する第２の光学要素部品を具備
することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】１つの光発生手段と、前記光発生手段が
放射する光を、青色、緑色および赤色の３つの光路に分
離する色分離光学系と、前記３つの光路のそれぞれに配
置された請求項１または請求項２記載の液晶パネルと、
前記液晶パネルが変調した光を投映する投写レンズを具
備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】青色光を変調する液晶パネルの光学像
と、緑色光を変調する液晶パネルの光学像と、赤色光を
変調する液晶パネルの光学像とが投写レンズによりスク
リーンの同一位置に重ね合わされて投映されることを特
徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
【請求項１８】色分離光学系はダイクロイックミラーを
用いて構成され、前記ダイクロイックミラーは、色分離
機能と、液晶パネルで変調された光を合成する色合成機
能を有していることを特徴とする請求項１６記載の液晶
表示装置。