JPH06160822A

JPH06160822A - 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写装置

Info

Publication number: JPH06160822A
Application number: JP4308569A
Authority: JP
Inventors: Hideki Omae; 秀樹大前; Hiroshi Takahara; 博司高原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】高輝度・高コントラスト表示の液晶パネルお
よび液晶投写装置を提供する。【構成】液晶パネルの画素電極１３、対向電極１４の
うち少なくとも一方に回折格子１９を形成し、画素電極
を反射電極とする。回折格子１９は液晶パネルに電界無
印加の時の液晶層の見かけの屈折率と同一、またはその
近傍の屈折率の材料を用いて形成する。液晶がオフ状態
の時には、回折格子１９と液晶層１５間の屈折率差はな
いので、光はそのまま直進する。液晶がオン状態の時に
は、回折格子１９の屈折率と液晶層１５の屈折率は異な
る。従って、液晶パネルに入射した光は回折される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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写する液晶投写装
置と、主として前記液晶投写装置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
投影し、大画面の表示画像を得る液晶投写装置が注目さ
れている。現在、商品化されているいわゆる液晶投写型
テレビは、液晶の旋光特性を利用したツイストネマティ
ック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶パネルをライトバルブと
して用いている。

【０００３】以下、従来の液晶パネルについて説明す
る。ただし、説明に不要な箇所は省略しており、また、
図面を見易くするためにモデル的に描いている。以上の
ことは以後の図面に対しても同様である。

【０００４】（図１０）はアクティブマトリックス型液
晶パネルの等価回路図である。一つの画素には画素に印
加する信号を制御するスイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタ（以降、ＴＦＴと呼ぶ）が形成されている。
前記ＴＦＴはゲート信号線Ｇ ₁〜Ｇｍに印加する信号に
よりオンオフの動作を行ない、オン状態の時、ソース信
号線Ｓ₁〜Ｓｎに印加されている信号が各画素に印加さ
れる。また、各画素は対向電極と画素電極間で形成され
るコンデンサとみなせる液晶１０５と補助容量１０４を
有している。なお、１０１はゲート信号線にオンオフの
電圧を印加するゲートドライブＩＣであり、１０２は映
像信号をソース信号線に印加するソースドライブＩＣで
ある。

【０００５】（図１１）は従来の液晶パネルの断面図で
ある。アレイ基板１１２と対向電極基板１１１は４〜６
μｍの間隔で保持され、前記基板間にＴＮ液晶１１６が
注入されている。表示領域の周辺部は封止樹脂（図示せ
ず）で封止されている。１１８はクロムなどで形成され
たブラックマトリックス（以降、ＢＭと呼ぶ）、１１３
はＩＴＯなどの透明物質で形成された対向電極、１１５
は画素電極、１１４は薄膜トランジスタ（以後、ＴＦＴ
と呼ぶ）、１１７ａ、１１７ｂは配向膜である。

【０００６】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１２）は従来の液晶投
写型テレビの構成図である。（図１２）において、１２
１は集光光学系、１２２は赤外線および紫外線を透過さ
せるＵＶＩＲカットミラー、１２３ａは青色光反射ダイ
クロイックミラー（以後、ＢＤＭと呼ぶ）、１２３ｂは
緑色光反射ダイクロイックミラー（以後、ＧＤＭと呼
ぶ）、１２３ｃは赤色光反射ダイクロイックミラー（以
後、ＲＤＭと呼ぶ）、１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，
１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃは偏光板、１２５ａ，１
２５ｂ，１２５ｃは透過型のＴＮ液晶パネル、１２７
ａ，１２７ｂ，１２７ｃは投写レンズ系である。

【０００７】以下、従来の液晶投写型テレビの動作につ
いて（図１２）を参照しながら説明する。まず、集光光
学系１２１から出射された白色光はＢＤＭ１２３ａによ
り青色光（以後、Ｂ光と呼ぶ）が反射され、前記Ｂ光は
偏光板１２４ａに入射される。ＢＤＭ１２３ａを透過し
た光はＧＤＭ１２３ｂにより緑色光（以後、Ｇ光と呼
ぶ）が反射され偏光板１２４ｂに、また、ＲＤＭ１２４
ｃにより赤色光（以後、Ｒ光と呼ぶ）が反射され偏光板
１２４ｃに入射される。

【０００８】各液晶パネルは映像信号により入射光を変
調する。変調された光はその変調度合により各偏光板１
２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃを透過し、各投写レンズ系
１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃに入射して、前記レンズ
系によりスクリーン（図示せず）に拡大投影される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の説明でも明らか
なように、ＴＮ液晶を用いた液晶パネルは、光の変調の
ために入射側と出射側に偏光板が必要である。そのため
に光利用効率が低く、入射する光の約２５％の光しか有
効に利用できない。したがってＴＮ液晶パネルでは低輝
度画像表示しか実現できないという問題があった。

【００１０】一方、偏光板で損失した光はほとんどが偏
光板に吸収されて熱に変換される。そのために光源の出
力を大きくして高輝度表示を得ることが困難である。熱
は偏光板自身および輻射熱等により液晶パネルを加熱す
る。したがって、偏光板およびパネル等は高温状態とな
り、短期間で著しい性能劣化をひきおこす。

【００１１】また、ＴＮ液晶パネルは配向膜を塗布し、
ラビング処理が必要である。ラビング処理等は工程数を
増加させ、製造コストの増大をひきおこす。また、近
年、液晶投写型テレビに用いる液晶パネルの画素数は３
０万画素以上と大容量となり、それにつれ画素サイズは
微細化の傾向にある。画素の微細化は信号線、ＴＦＴの
凹凸を多数形成することになり、前記凹凸により良好に
ラビング処理を行なうことは困難に成りつつある。ま
た、画素サイズの微細化は１つの画素に占めるＴＦＴお
よび信号線の形成面積が大きくなり画素開口率を低減さ
せる。一例として対角３インチの液晶パネルで３５万画
素形成した場合、画素開口率は約３０％である。１５０
万画素形成した場合は１０％弱という予測値もある。こ
れらの画素開口率の低減は表示画像の低輝度化をもたら
す。

【００１２】前記の課題を解決するため、本発明はライ
トバルブとして回折格子を組み込んだ液晶パネルを用い
る。回折格子を組み込んだ液晶パネルは偏光板を用いな
いため光利用効率を非常に高くできる。

【００１３】以下、簡単に回折格子を組み込んだ液晶パ
ネルについて説明しておく。回折格子を組み込んだ液晶
パネルは、少なくとも一方の基板の液晶層側表面に凹凸
の断面形状を有する層が形成されている。凹凸は規則的
な周期性を持って配置されており、この凹凸断面形状層
と液晶層の屈折率が異なるときには回折格子として働
く。このとき液晶パネルに入射した光線は回折し、一定
の角度に曲げられて出射する。ところが液晶パネルに電
圧を印加すると、液晶は強制配向し、屈折率が変化す
る。これにより回折効率も変化して、光を変調すること
ができる。

【００１４】液晶パネルのアレイ基板と対向基板のうち
少なくとも一方に凹凸断面形状層を液晶層に相対する面
上に形成し、前記凹凸断面形状層を回折格子とし、電界
により液晶層の屈折率を制御して液晶層と凹凸断面形状
層の屈折率差が無くなると回折作用が無くなり、屈折率
差に応じて回折作用が現れるようにその回折作用を制御
することにより表示する方式が提案されている（特公昭
５３−３９２８号公報）。ところが液晶の異常光屈折率
と常光屈折率の差は大きくても高々０．２程度で０次回
折光の効率を０にする格子高さは数μｍとなり、このよ
うな凹凸形状を構成することは容易ではない。またピッ
チ数μｍで、高さも数μｍの細かい凹凸表面に液晶分子
を配向させることも容易ではない。

【００１５】本発明は回折格子を組み込んだ液晶パネル
ならびにこのパネルを用いた液晶投写装置を、明るさと
コントラストを改善して提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の液晶パネルは、少なくとも一方は光透過性を有
し、互いに対向する第１の基板および第２の基板と、前
記第１および第２の基板の相対する面に形成した透明電
極層ならびに反射電極層と、前記第１および第２の基板
間に狭持された液晶層と、前記第１および第２の基板の
うち少なくとも一方の基板上の電極を形成した面上に形
成した凹凸の断面形状を有する層とから成る反射型の液
晶パネルである。

【００１７】特に液晶層は、あらかじめ配向させる必要
のない高分子分散液晶を用いることが好ましい。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ＰＤ
ＬＣ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。

【００１８】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、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。さらに、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。

【００１９】通常高分子分散液晶パネルは電圧印加によ
り散乱−透過状態を切り替えて用いるが、明るさとコン
トラストにはトレードオフの関係がある。特に投写装置
においては、明るくしようと投写レンズのＦナンバーを
小さくすると散乱時の集光光量も大きくなり、コントラ
スト比は低下する。またコントラスト比を大きくしよう
と投写レンズのＦナンバーを大きくすると透過時の集光
光量が減り、暗くなるという問題があった。

【００２０】高分子分散液晶パネルの動作について（図
１３（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図１３
（ａ）（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図
である。（図１３（ａ）（ｂ））において、１３１はア
レイ基板、１３２は画素電極、１３３は対向電極、１３
４は水滴状液晶、１３５はポリマー、１３６は対向基板
である。画素電極１３２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１３（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１３４は不規則な方向に
配向している。この状態ではポリマー１３５と液晶とに
屈折率差が生じ入射光は散乱する。ここで（図１３
（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１３１より出射する。

【００２１】そこで本発明では、高分子分散液晶は層の
厚みが５μｍ未満であるか、高分子分散液晶層の高分子
によって保持される液晶滴の平均粒子径または高分子の
平均空隙間隔が１μｍ未満であるか、高分子分散液晶層
の液晶材料の比率が９０重量％以上であるかのうち少な
くともいずれか１つの条件を満たしていて、散乱性能を
できるだけ小さく抑え、屈折率の変化だけを用いる。

【００２２】分散タイプの液晶表示素子の液晶層となる
高分子分散液晶層におけるポリマーマトリクスとして
は、基本的には透明であれば、熱可塑性樹脂でも熱硬化
性樹脂であってもさしつかえないが、紫外線硬化型の樹
脂が最も簡便で、性能も良く一般に使用されることが多
い。その理由として従来のＴＮモード液晶バネルの製造
方法がそのまま応用できる為である。従来の液晶パネル
の製造方法として、まず上下２枚の基板にあらかじめ所
定の電極パターンを形成しておき、該電極同士が対向す
るように２枚の基板を重ね合わせる。この際に所定の大
きさの粒径の揃ったスペーサを基板間にはさみこみ、２
枚の基板の間隙を保持できるようにした状態で２枚の基
板をエポキシ樹脂のシール材で固定させる。次にこのよ
うにして得られた空セルの中に液晶を注入するといった
製造方法が多く用いられている。

【００２３】この製造方法を応用して分散タイプの液晶
パネルを製造する為には、ポリマーマトリクスの材料を
紫外線硬化型の樹脂、特にその一例としてアクリル系の
樹脂を用いれば、注入前に於いてはモノマーあるいは／
及びオリゴマーといった比較的低粘度な前駆体として存
在し、液晶とのブレンド物は常温で注入するのに十分な
流動性を有しているので、従来の液晶パネルの製造方法
を応用して、注入後に光照射して硬化反応を進めて高分
子分散液晶層を形成するという方法を用いれば容易に分
散タイプの液晶パネルを作成できる。

【００２４】また、注入した後にパネルに紫外線を照射
することによって樹脂のみ重合反応を起こしてポリマー
となり、液晶のみ相分離して、樹脂分と比較して液晶の
量が少ない場合は独立した粒子状の液晶滴が形成され
る。一方液晶の量が多い場合は高分子マトリクスが液晶
材料中に粒子状又はネットワーク状に存在し、液晶が連
続層を成すように形成される。

【００２５】反射型液晶パネルでは入射光は入射時と出
射時の２回液晶層を通過することになり、透過型液晶パ
ネルの半分の高さの凹凸で同等の回折効率が得られる。
ところが反射型構成では、空気、対向電極基板、対向電
極のＩＴＯ、および液晶層のそれぞれの境界面で生ずる
反射がコントラスト比を低下させる。対向電極基板をガ
ラスで形成した場合、通常、ガラス基板の屈折率は１．
５２程度である。空気の屈折率を１．０とすると、ガラ
ス基板と空気との境界面で生じる反射率は（１．５２−
１．０）／（１．５２＋１．０）の２乗となり約４％に
なる。また、ＩＴＯは屈折率が２．０程度であるから、
ガラス基板とＩＴＯ膜との境界面で生じる反射率は
（２．０−１．５２）／（２．０＋１．５）の２乗とな
り約２％となる。同様に、ＩＴＯ膜と液晶層との境界面
で生じる反射率も約２％である。したがって、反射型構
成の場合、８％の光は液晶層に入射せず反射されてしま
う。反射光はコントラスト比の低下となる。反射率が８
％であればコントラスト比は最高でも１００／８＝１
２．５しか実現できない。

【００２６】そこで、本発明の液晶パネルは、対向電極
基板に形成するＩＴＯ膜と対向電極基板の間に、屈折率
が１．５０以上２．００以下の屈折率を有する物質で薄
膜を形成する。前記薄膜の光学的膜厚はλ／４である。
λは液晶パネルが変調する光のピーク波長、つまり中心
波長である。また、ＩＴＯ膜は光学的膜厚のλ／２にす
る。つまり、ガラス基板上に薄膜をλ／４、次に対向電
極としてのＩＴＯ膜をλ／２積層する。このように薄膜
を積層して光の干渉効果を利用することにより広帯域の
波長領域においてガラス基板とＩＴＯ膜の境界面および
ＩＴＯ膜と液晶層の境界面に生ずる反射を極めて少なく
することができる。さらに屈折率が１．５０以上２．０
０以下の屈折率を有する物質で、光学的膜厚がλ／４に
なるように薄膜を積層すればより効果が高い。

【００２７】また、ガラス基板が空気と接する面には３
層の薄膜からなるマルチコートもしくは２層の薄膜から
なるＶコートをほどこし空気との屈折率差による反射光
を防止する。このようにして、空気と液晶層間の反射光
を防止する。

【００２８】本発明の液晶パネルは前述の対向電極基板
と画素電極が形成されたアレイ基板間に液晶を狭持させ
たものである。画素電極は従来の透過型液晶パネルの画
素電極を金属薄膜で反射電極にした構成、あるいは、Ｔ
ＦＴ上に絶縁膜を形成し前記絶縁膜上に反射電極を形成
した上前記反射電極とＴＦＴのドレイン端子を接続した
構成である。また、薄膜、ＩＴＯ膜、薄膜の３層構成を
画素電極としてパターニングし、金属薄膜を形成した基
板と前記画素電極が形成された基板間に液晶を狭持させ
て液晶パネルを構成してもよい。

【００２９】カラー表示画像を得るためには、Ｒ光、Ｇ
光およびＢ光を変調する３枚の液晶パネルを用いて構成
する。その際、各液晶パネルでは反射光が生じないよう
に変調する光のピーク波長に応じて薄膜、ＩＴＯ膜の膜
厚を変化させる。また、空気とガラス基板との接触面に
も光のピーク波長に応じてはＶコートによる反射防止膜
を形成している。

【００３０】また本発明の液晶投写装置は、光発生手段
と、前記発生手段が発生した光を変調する本発明の液晶
パネルとの間に、ミラーマスクおよび前記光発生手段が
発生した光を導く第１の光学要素部品を具備し、かつ液
晶パネルで変調された光を投影する第２の光学要素部品
を具備し、前記ミラーマスクと前記液晶パネルの間にシ
ュリーレンレンズを具備し、ミラーマスクの像が前記シ
ュリーレンレンズ及び液晶パネルによってミラーマスク
上に形成されるようにしている。

【００３１】また、凹凸断面形状層を形成する材料の屈
折率は液晶層のポリマーとの屈折率が略一致するものを
用いる。

【００３２】また各波長の光に対して配置された液晶パ
ネルにおいて、前記液晶パネルのうち１枚以上の液晶パ
ネル内に形成される凹凸形状層の凹凸の高さとピッチの
うち少なくともいずれかが、他の液晶パネルと異なるよ
うに設計されている。

【００３３】

【作用】高分子分散液晶を用いたときの回折格子の作用
について説明する。ポリマーの屈折率ｎ_pと同一または
その近傍の屈折率の光透過性材料で凹凸断面形状層を形
成する。光透過性材料の屈折率をｎ_tとする。また、液
晶の常光屈折率をｎ_o，異常光屈折率をｎ_eとし、ｎ_p＝
ｎ_oとする。（図１３（ａ））に示すようにオフ状態の
時、液晶層の全体としての屈折率ｎ_xはマクロ的にポリ
マーの屈折率ｎ_p、液晶の屈折率ｎ_o・ｎ_eがあわさった
屈折率を示す。凹凸断面形状層の屈折率ｎ_tとｎ_xは異な
るため、両者間に屈折率差が生じる。液晶パネルに入射
した光は凹凸断面形状層により回折され、直進する成分
が少なくなる。言い換えれば該凹凸断面形状層は回折格
子として作用する。回折した光がちょうど第２マスクの
遮光部に達するように格子ピッチを設けることにより、
第２マスクを通過する光は激減し、極めて良好な黒表示
となる。（図１３（ｂ））に示すようにオン状態の時、
液晶分子は一定の方向にならび、ｎ_p＝ｎ_o＝ｎ_aとな
る。従って、ｎ_p＝ｎ_t＝ｎ_aとなる。このことは液晶層
の屈折率ｎ_aと回折格子の屈折率ｎ_tの屈折率差が無くな
ることを意味する。従って、回折格子が形成されてない
のと同一の状態となるから、入射光はそのまま直進し、
白表示での光の損失はない。また、回折格子の形成は対
向電極あるいは画素電極上に凹凸を形成していることに
なる。このことは液晶層と前記電極間の密着性を高め
る。回折格子の材料に光透過性材料を選定すれば、画素
の開口率は低下しない。

【００３４】本発明の液晶投写装置では液晶パネルが透
過状態（回折しない状態）の時には、ミラーマスクによ
り反射した光が液晶パネルによりそのまま反射し、シュ
リーレンレンズにより前記ミラーマスクの遮光部へ入射
し、光は蹴られて投写レンズへは達せず黒表示となる。
フライアイレンズを用いるとミラーマスクによる光のけ
られを無くすことができる。液晶パネルが回折状態の時
には、ミラーマスクにより反射した光が液晶パネルによ
って回折され、ミラーマスクの開口部へ入射し、通過し
た光線が投写光学系によりスクリーンに達して白表示と
なる。

【００３５】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の液晶パ
ネルについて説明する。（図１）は本発明の液晶パネル
の断面図である。

【００３６】対向電極１４の形成されたガラス基板１１
と、画素電極１３の形成されたアレイ基板１２との間に
液晶層１５が狭持されている。対向電極１４はＩＴＯ等
の透明性の高い導電膜より成る透明電極であり、画素電
極１３は、表面をＡｌの薄膜で形成される反射電極であ
る。画素電極１３はＣｒ等を用いて形成してもよいが、
反射率がＡｌより低く、また硬質のため反射電極の破れ
などが生じやすい。画素電極１３はマトリックス状に形
成され、各画素電極１３の下層には絶縁膜１６を介し
て、スイッチング素子としてのＴＦＴ１７が設けられて
いる。図示していないがソース信号線およびゲート信号
線もアレイ基板上に形成されている。前記信号線および
ＴＦＴ１７上は反射電極１３が被覆する構造となるた
め、信号線およびＴＦＴ上の液晶配向動作による画像ノ
イズが発生しない。各ＴＦＴ１７はソース信号線（図示
せず）ならびにゲート信号線（図示せず）に接続され、
それぞれ信号供給回路ならびに走査回路に接続されてお
り、各画素に信号電圧が供給される。反射電極１３とＴ
ＦＴ１７とは接続端子１８で電気的に接続されている。
絶縁膜１６の材料としてはポリイミド等を代表とする有
機材料、あるいはＳｉＯ ₂、ＳｉＮｘなどの無機材料が
用いられる。

【００３７】接続端子部１８は０．５〜１μｍの落ちく
ぼみができるが、回折格子を形成するため問題とはなら
ない。開口率は画素サイズが１００μｍ角の場合８０％
以上、５０μｍ角の場合でも７０％以上の開口率が得ら
れる。ただし、ＴＦＴ上等は凹凸が生じ多少反射効率は
低下する。前記凹凸をなくするためには反射電極３２の
表面を研摩すればよい。研摩により反射率は９０％以上
を達成できる。

【００３８】（図１）において、１９は反射電極１３上
に形成された突起物（回折格子）である。また、先にも
述べたように、図面はモデル的に描いている。例えば、
回折格子の本数、幅、形状などもこれに該当する。つま
り、この本数、幅等に限定するものではない。具体的に
は、画素サイズは２００〜３０μｍ、回折格子のピッチ
Ｐは３０〜２μｍである。従って、通常（図１）に示す
よりも回折格子の本数は多い。回折格子の材料としては
ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＴａＯｘ、ガラス系物質などの無
機物質、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。本発明で図示した回折格子１９の形状
はストライプ状で、１次元にしか回折しない。２次元的
に回折させる場合はブロック状に回折格子を形成すれば
良い。材料の選定としては液晶層１５の屈折率に対応し
て決める。液晶の常光屈折率ｎ_oは１．４５〜１．５
５、液晶の異常光屈折率ｎ_eは１．６５〜１．８０のも
のがよく用いられるので、これらの一方と屈折率が一致
するような材料を選定する必要がある。

【００３９】本発明の液晶パネルに用いる液晶材料とし
てはネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリッ
ク液晶が好ましく、単一もしくは２種類以上の液晶性化
合物や液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であって
もよい。なお、先に述べた液晶材料のうち異常光屈折率
ｎ_eと常光屈折率ｎ_oの差Δｎ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。いずれにし
ろ、液晶パネルに電界が無印加で、液晶が自発配向して
いる状態の屈折率か、あるいは電界を印加して液晶を強
制配向させた際の屈折率か、どちらかが回折格子１９の
屈折率と一致している。

【００４０】さらに詳しく例を上げて説明する。本発明
では液晶として正の誘電異方性を有するネマティック液
晶をホモジニアス配向させて用いた。液晶分子は回折格
子１９と平行にその分子長軸を並べて配向する。このと
き液晶層の見かけの屈折率は（ｎ_o＋ｎ_e）／２となる。

【００４１】すなわち電界オフ状態の時の液晶層１５の
見かけの屈折率ｎ_xは（ｎ_o＋ｎ_e）／２で示される。逆
にオン状態の時は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_t＝ｎ_o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_xは（ｎ_o＋ｎ_e）
／２であるから、ｎ_t≠ｎ _xであり回折格子１９と液晶層
１５に屈折率差Δｎ＝（ｎ_e−ｎ_o）／２が生じる。逆に
液晶がオン状態の時は液晶層の屈折率はｎ_oとなるか
ら、ｎ_o＝ｎ_pとするとｎ_t＝ｎ_pとなる。つまり、回折格
子１９と液晶層１５に屈折率差がなくなる。

【００４２】以上の検討から、回折格子の形成材料とし
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ＳｉＯ₂が適していると考えられる。ＳｉＯ₂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ＳｉＯ₂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。有機材料を用いた回折格子の
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１９のピッチｐおよび高さｄは、
変調する光の波長λ、液晶層１５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。本発明のように、電圧無印加の状態で液晶層と
回折格子との間に屈折率差Δｎが生じる場合、出射光は
回折の影響を受けている。例えば（図１）の如く、回折
格子１９が矩形断面形状の場合は回折角度θ、及び０次
回折光の効率η₀は以下のように与えられる。

【００４４】ｓｉｎθ＝ｍλ／ｐ（但しｍは回折次数） η₀＝０．５＊（１＋ｃｏｓδ）（但し、δ＝４πΔ
ｎｄ／λ）従って、ピッチｐならびに高さ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２μｍ〜６０μｍであり、
中でも４μｍ〜２０μｍが最適である。本発明では反射
型なので、透過型と比較して回折格子の高さは半分で同
じ回折効率を得ることができる。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
とが多いが、所望の回折格子・回折方向にあわせて設計
すれば、その効果には問題がない。このことは以下の他
の実施例についても同様である。

【００４５】また（図１１）に示す従来例のような構造
で、画素電極が反射電極となっており、その上に回折格
子１５が形成されているような構造の反射型パネルであ
っても良い。

【００４６】以下、本発明の液晶パネルの第２の実施例
について説明する。（図２）に本発明の液晶パネルの断
面図を示す。（図１）と比較して異なるのは、液晶層が
本発明では高分子分散液晶層２５であり、これについて
以下説明する。その他は第１の実施例と同じである。高
分子分散液晶を用いれば配向処理が不要であるという利
点がある。回折格子のような細かな凹凸がある表面に、
ラビング処理のような配向処理を行うことはなかなか困
難である。

【００４７】まず高分子分散液晶の材料について説明す
る。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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】但し本発明では、高分子分散液晶層２５の
散乱性能をできるだけ小さくして、電圧印加による屈折
率の変化のみを用いる。高分子分散液晶層の散乱性能を
できる限り小さくするには、液晶層の膜厚を薄くする
か、あるいは高分子によって分散保持される液晶滴の平
均粒子径または高分子の平均空隙間隔を小さくするか、
あるいは高分子分散液晶層の液晶材料の比率を大きくす
ればよい。それぞれ好ましい条件としては、液晶層の膜
厚は５μｍ以下が好ましく、粒子径は１μｍ以下が好ま
しく、液晶比率は９０重量％以上が好ましく、このうち
いずれか少なくとも１つの条件を満たせば良い。散乱性
能が大きいと、回折効果が緩和されてしまう。高分子分
散液晶層を重合させる際の紫外線の光量や温度を制御す
ることで粒子径の制御は可能である。液晶層厚はビーズ
径を変化させることで調整できる。膜厚が薄くなると液
晶パネルを低電圧で駆動することが可能となる。

【００５４】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２５の屈折率ｎ
_xは、もし液晶分子２５が配向せずランダムな方向を向
いていると考えた場合、一般的に（２ｎ_o＋ｎ_e）／３で
示される。逆にオン状態の時は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_t
＝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_x
は（２ｎ_o＋ｎ_e）／３であるから、ｎ_t≠ｎ_xであり回折
格子１５と液晶層２５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の屈折率はｎ_oとなるから、
ｎ_o＝ｎ_pとするとｎ_t＝ｎ_pとなる。つまり、回折格子１
５と液晶層２５に屈折率差がなくなる。回折格子の屈折
率ｎ_t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。

【００５５】回折格子１５を形成する材料としては、液
晶層２５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。

【００５６】以下本発明の第３の実施例について説明す
る。（図３）に本発明の液晶パネルの断面図を示す。
（図１）ならびに（図２）とほぼ構成は同じである。液
晶層１５は高分子分散液晶層であっても良いことは言う
までもない。ガラス基板１１の片面には反射防止膜３３
が形成されている。反射防止膜３３は２層の薄膜３１、
３２の積層からなる。なお、反射防止膜３３は３層でも
よく、３層の場合は広い可視光の波長帯域での反射を防
止するために用いられ、これをマルチコートと呼ぶもの
とする。２層の場合は特定の可視光の波長帯域での反射
を防止するために用いられ、これをＶコートと呼ぶもの
とする。

【００５７】本発明の液晶パネルを用いて液晶投写型テ
レビを構成する場合、白色光を変調する場合はマルチコ
ートに、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の特定波長の光を変調する場合は
Ｖコートを施す。当然のことながらＶコートの方が特定
波長の光に対しての反射率低減効果は大きく、極めて小
さい反射率にすることができる。

【００５８】マルチコートの場合は酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）を光学的膜厚がｎｄ＝λ／４、ジルコニウ
ム（ＺｒＯ₂）をｎｄ＝λ／２、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４の厚みで３層積層して形成
する。通常、λとして５１０ｎｍもしくはその近傍の値
として薄膜は形成される。Ｖコートの場合は一酸化シリ
コン（ＳｉＯ）を光学的膜厚ｎｄ＝λ／４とフッ化マグ
ネシウム（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４、もしくは酸化イ
ットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）とフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ ₂）をｎｄ＝λ／４の厚みで２層積層して形成する。
なお、ＳｉＯは青色側に吸収帯域があるため青色光を変
調する場合はＹ₂Ｏ₃を用いた方がよい。また、物質の安
定性からもＹ₂Ｏ₃の方が安定しているため好ましい。こ
の際のλとしては変調する光のピーク波長つまり中心の
波長である。以後、特にことわらないかぎりλは入射す
る光のピーク波長もしくは中心の波長であるものとす
る。なお、ｎは薄膜の屈折率、ｄは物理的膜厚である。

【００５９】ガラス基板１１のもう一方の面には、対向
電極ならびにこれを用いた反射防止膜３７が形成され
る。正確には対向電極とするＩＴＯ膜３４とガラス基板
１１間に薄膜３５を、ＩＴＯ膜３４と高分子分散液晶層
１５との間に薄膜３６を形成したものである。前記ＩＴ
Ｏ膜３４の膜厚は光学的膜厚がλ／２となるようにす
る。λが５５０ｎｍであればｄ＝１３７５μｍ前後であ
る。前記ＩＴＯ膜３４および薄膜３５、３６はλに対応
して形成される。３５はガラス基板１１の屈折率とＩＴ
Ｏ膜３４の屈折率との間の屈折率の物質からなる薄膜で
ある。前記薄膜の膜厚は光学的膜厚はｎｄ＝λ／４とす
る。ＩＴＯ膜３４の膜厚の変化はピーク波長の反射率の
変化にかなり影響するが、薄膜３５の膜厚の変化は大き
く影響を与えない。

【００６０】本発明の液晶パネルではＡｌ₂Ｏ₃で薄膜３
５ならびに３６を形成し作製した。但しこれに限定する
ものではなく、ＳｉＯ（ｎ＝１．７０）、ＷＯ₃（ｎ＝
１．６８）、Ｃ_eＦ₃（ｎ＝１．６３）、Ｌ_aＦ₃（ｎ＝
１．５５）、Ｎ_dＦ₃（ｎ＝１．５５）等を用いて形成し
てもよい。

【００６１】なお、液晶１５として用いる高分子分散液
晶の場合、透過時の屈折率は液晶の常光屈折率ｎ_oとな
りｎ_oは１．５０〜１．５５である。また、散乱時の屈
折率ｎ _xは１．６０〜１．６５である。

【００６２】λを５５０ｎｍとすると、薄膜３５および
３６にＡｌ₂Ｏ₃（ｎ＝１．６２）を用いたとき形成する
膜厚はｄ＝７００〜１０００μｍの範囲、ＩＴＯ膜（ｎ
＝２．０）３４の膜厚は１１５０〜１６００μｍの範囲
とすればよい。ＩＴＯ膜３４は１０００μｍ以上であれ
ば２００度以上で蒸着もしくはスパッタで形成すること
により必要十分な抵抗値が得られる。

【００６３】以上のように反射防止膜３３および３７を
形成することにより光の反射率を大幅に低減でき、変調
する光の帯域が比較的狭い場合は反射率はピーク波長で
０．２％以下を実現できる。（図９）に本発明の液晶パ
ネルの表面反射率のデータを示す。本発明で重要なこと
は対向電極とするＩＴＯ膜３４を用いて反射防止膜３７
を形成したことにある。当然のことながらＩＴＯ膜３４
は共通電極電位等の印加ができるように構成もしくは形
成する。なお、ＩＴＯ膜３４を用いずとも、酸化インジ
ウム、酸化スズなどの膜を用いてもよい。その場合も光
学的干渉効果により、反射率を低減させる光学的薄膜で
薄膜３４を積層すれば良い。あるいはＩＴＯ膜とは前記
酸化インジウム等の膜材料をも含む同義語として理解す
るべきである。

【００６４】以下本発明の第４の実施例について説明す
る。（図４）に本発明の液晶パネルの断面図を示す。本
発明においては高分子分散液晶層２５の厚みを薄くし
て、回折格子１５の高さと略一致させる。すなわち回折
格子の窪み部分にのみ液晶層が存在する。本発明のよう
な構成であれば、回折の変調に寄与しない回折格子１５
上部の液晶層がなく、特に回折格子凸部の上部では電気
力線が複雑で回折効率に影響を与えるがこのようなこと
もない。

【００６５】本実施例では反射防止膜３７は薄膜３６を
形成せず、薄膜３５とＩＴＯ膜３４の２層のみで構成さ
れている。このとき薄膜３５の屈折率は１．５０以上
１．７０以下にすることが好ましい。さらには、ガラス
基板１１の屈折率と液晶１５の屈折率間の屈折率の物質
を用いることが好ましい。この意味からも屈折率は１．
５２以上１．６５以下が好ましい。

【００６６】また本発明において薄膜３５ならびに３６
は多層膜からなる等価膜であっても良いことは言うまで
もない。

【００６７】以下、図面を参照しながら本発明の液晶投
写装置について説明する。（図５）は本発明の液晶投写
装置の原理的な構成を概念的に示す模式図である。（図
５）において本発明の液晶パネル５１をライトバルブと
して用い、光源５２と液晶パネル５１の間にミラー５３
及びシュリーレンレンズ５４を配置し、レンズ５５によ
ってミラー５３上に結像した光源像を、シュリーレン光
学系によって液晶パネル５１で反射した光線を再度ミラ
ー５３上で結像させる。

【００６８】このような構成にすると液晶パネル５１が
非回折状態のときには、液晶パネルに入射した光線は変
調されずに反射して出射し、レンズ５４によってミラー
５３上に集光するため、スクリーン５７には到達しな
い。この状態が黒表示となる。一方、液晶パネル５１が
回折状態の時には、液晶パネルに入射した光線は回折し
て出射し、ミラー５３をはずれて投写レンズ５６によっ
てスクリーン５７に画像が表示される。この状態が白表
示となる。

【００６９】以下、本発明の第２の実施例の液晶投写装
置について説明する。（図６）は本発明の液晶投写装置
の原理的な構成を概念的に示す模式図である。第１の実
施例と異なる部分のみの説明にとどめる。ミラー６３は
多数の開口部を有するマスク構造もしくはバー状のミラ
ーが間隔をおいて並んでいるような構造をとっている。
実施例１に示した液晶投写装置における光源５２はキセ
ノンランプのような点光源を用いる必要がある。なぜな
らアーク長の大きなランプを光源として用いると、ミラ
ー５３の面積を大きくとらなければならず、そうすると
白表示の光量を減少させてしまう。そこで本発明ではミ
ラーの一部に開口部を設け、液晶パネルで回折した光が
前記開口部を透過して投写レンズ５６に達するように構
成する。本発明に従えば、メタルハライドランプのよう
なアーク長の比較的大きなランプを用いても充分な明る
さの白表示が得られる。

【００７０】ただし、この場合光源５１より発せられた
光のうち、ミラー６３で反射する光は液晶パネルに入射
するが、ミラーの開口部では光は通過して利用されな
い。

【００７１】そこで本発明の第３の実施例の液晶投写装
置について説明する。（図７）は本発明の液晶投写装置
の原理的な構成を概念的に示す模式図である。本発明で
は第２の実施例の光利用効率を向上するために、光源５
２とミラー６３の間にフライアイレンズ７１を配置す
る。フライアイレンズ７１により光源像がミラー６３の
ミラー部に形成されるように設計、配置され、微小光源
アレイを形成する役割をする。またミラー６３近傍には
フィールドレンズアレイ（図示せず）を設けることが望
ましい。ただしその場合、液晶パネルより出射する光線
がミラーの開口部に入る光路中には配置しないようにし
なければならない。フライアイレンズ７１は微小レンズ
のアレイの集合体であり、微小レンズの１つ１つが各々
ミラーに対応するように構成されている。

【００７２】（図８）は本発明の実施例における液晶投
写型テレビの構成図である。（図５）〜（図７）では単
色の場合の構成を示したが、光源５２からの光をダイク
ロイックミラー等を用いた色分解光学系でＲ、Ｇ、Ｂ光
の３つの波長帯域に分離し、各液晶パネルで変調された
光を色合成光学系もしくは３本の投写レンズを用いてス
クリーンに重ね合わせて投映すればカラー画像が表示さ
れる。（図８）において８１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はメタルハライドラン
プあるいはキセノンランプなどが該当する。本発明の液
晶投写型テレビでは２５０Ｗのメタルハライドランプを
用いた。アーク長は約５ｍｍである。また、凹面鏡は可
視光のみを反射させるように構成されている。８２は赤
外線および紫外線を反射させ可視光のみを透過させるＵ
ＶＩＲカットフィルタである。また、８３ａはＧＤＭ、
８３ｂはＢＤＭである。なお、ＧＤＭ８３ａからＢＤＭ
８３ｂの配置は前記の順序に限定するものではなく、ま
た、ＲＤＭを用いても良い。８５は全反射ミラーであ
る。８４ａ、８４ｂ、８４ｃは本発明の反射型液晶パネ
ルである。８６、８７はレンズ、８８はミラーである。
なお、８６、８７で投写光学系を構成している。

【００７３】以下、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８１から白色光が照射され、前記白色
光のＢ光成分はＢＤＭ８３ｂにより反射される。前記Ｂ
光は液晶パネル８４ｂに入射する。前記液晶パネルは先
に説明したように、画素電極に印加された信号により入
射した光の回折状態を制御し、光を変調する。回折せず
に反射した光はミラー８８で遮光され、逆に、回折して
曲げられた光はミラー８８を通過する。回折した光は投
写レンズ８７によりスクリーン８９に拡大投映される。

【００７４】同様にしてＲ、Ｇ光についても動作する
が、白色光を色分解するために設けたそれぞれ、ＧＤＭ
８３ａ、ＢＤＭ８３ｂが、液晶パネルで変調された光を
今度は色合成して１つの表示画像にまとめて、投写レン
ズより投影する。

【００７５】この場合、液晶パネル８４の出射側表面に
はそれぞれの光のピーク波長に応じたＶコート方式の反
射防止膜を施す。また光の波長によって回折角度が異な
るためにそれぞれの変調する光線の波長に応じたピッチ
で回折格子を形成することが好ましい。

【００７６】また、（図８）に示す実施例の液晶投写型
テレビにおいては、ミラーを用いてＲ、Ｇ、Ｂに対応し
た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投影する構成で
あるが、これに限定するものではなく、たとえば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
つずつ設けてもよいことは言うまでもない。さらに、Ｒ
・Ｇ・Ｂ光それぞれを変調する３枚の液晶パネルを設け
ることに限定するものでもない。例えば、一枚の液晶パ
ネルにモザイク状のカラーフィルタを取付け、前記パネ
ルの画像を投影するテレビでもよい。ただしこの場合、
液晶パネルに入射する光は白色光であるので、対向電極
基板の表面にマルチコート方式の反射防止膜を施す必要
がある。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルは、
液晶パネル内に回折格子を形成しており、液晶がオン状
態の時は液晶層とのほぼ屈折率差がなくなって回折格子
が形成されていない状態となり、液晶パネルに入射した
光は回折されることなくそのまま直進し、逆に液晶がオ
フ状態時は、液晶層と回折格子間に屈折率差が生じ、回
折格子が機能するので、液晶パネルに入射した光は回折
され、以上の回折の効果をシュリーレン光学系により透
過／遮断させれば投写画像のコントラストは大幅に向上
する。

【００７８】また本発明の液晶パネルは偏光板が不要で
あるので、ＴＮモードを用いた液晶パネルに比較して２
倍以上の高輝度表示が実現できる。これは光利用効率を
向上できることのみならず、光が熱に変換されることを
大幅に減少でき、加熱によるパネルの性能劣化をひきお
こすことがなくなる。これは液晶投写型テレビのように
一枚の液晶パネルに入射する光の強さが数万ルクスと大
きい場合、非常に有効であり、しかも液晶パネルは低電
圧で駆動できる。

【００７９】本発明の液晶パネルは反射型構造を用いて
いるため、透過型と比較して回折格子の高さを半分にし
ても同じ回折効率を得ることができる。対向基板は対向
電極のＩＴＯとガラス基板間に透明薄膜を形成し２層構
造とすることにより、ＩＴＯとガラス基板間およびＩＴ
Ｏと液晶間の反射率を大幅に低減している。形成もいた
って容易であり、液晶投写型テレビのように変調する液
晶パネルの入射光の波長が狭帯域である場合に非常に良
好な結果が得られる。また空気と接する面にも反射防止
膜を形成しており、総合した反射率は０．３％以下と非
常に良好である。

【００８０】また液晶として高分子分散液晶を用いるこ
とにより配向処理が不必要となるので、基板上に回折格
子のような凹凸があっても問題にならない。また、回折
格子は光透過性物質で形成しているので、画素の開口率
を低下することがない。従来、液晶層と対向電極及び画
素電極との密着性が悪いため剥離という問題を発生させ
ていたが、本発明において回折格子は液晶パネルの対向
電極とが電極のうち少なくとも一方に凹凸を形成してい
るのでこの課題を除去することができる。

【００８１】しかも本発明では散乱効果が不必要である
ので高分子分散液晶層の厚みを従来の高分子分散液晶パ
ネルに比べて薄くでき、散乱効果を用いる高分子分散液
晶パネルと比較して、駆動電圧を低くすることが出来る
とともに、応答速度も速くなる。

【００８２】本発明の液晶投写装置では反射方式でかつ
高分子分散液晶の液晶パネルを採用しているため、高輝
度表示を実現でき、また２００インチ以上の大画面化に
も対応できる。また、Ｒ・Ｇ・Ｂ光のピーク波長に応じ
てそれぞれの反射防止膜の光学的膜厚を変化させ、特に
主としてＲ用の液晶パネルの回折格子の高さ・ピッチを
他のパネルと変化させることにより、画像全体としての
ホワイトバランスおよびコントラストが良好な画像表示
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図２】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図３】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図４】本発明の一実施例における液晶パネルの一部断
面図

【図５】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図６】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図７】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図８】本発明の一実施例における液晶投写型テレビの
構成図

【図９】本発明の液晶パネルの表面反射率のグラフ

【図１０】液晶パネルの等価回路図

【図１１】従来の液晶パネルの一部断面図

【図１２】従来の液晶投写型テレビの構成図

【図１３】高分子分散液晶の動作の説明図

【符号の説明】

１１ガラス基板１２アレイ基板１３画素電極（反射電極）１４対向電極１５液晶層１６絶縁膜１７ＴＦＴ１８接続端子１９回折格子２５高分子分散液晶３１、３２薄膜３３、３７反射防止膜３４ＩＴＯ膜３５、３６薄膜５１液晶パネル５２光源５３ミラー５４、５５、５６レンズ５７スクリーン７１フライアイレンズ８１集光光学系８３ａ、８３ｂ、８３ｃダイクロイックミラー８４ａ、８４ｂ、８４ｃ液晶パネル８５、８６、８７投写レンズ８８ミラー１０６ＴＮ液晶１０７ａ、１０７ｂ配向膜１０８ブラックマトリックス１３４水滴状液晶１３５ポリマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方は光透過性を有し、互いに
対向する第１の基板および第２の基板と、前記第１およ
び第２の基板の相対する面に形成した透明電極層ならび
に反射電極層と、前記第１および第２の基板間に狭持さ
れた液晶層と、前記第１および第２の基板のうち少なく
とも一方の基板上の電極を形成した面上に形成した凹凸
の断面形状を有する層とから成り、前記凹凸の断面形状
を有する層の凹部ならびに凸部は回折格子であることを
特徴とする液晶パネル。
【請求項２】凹凸の断面形状を有する層は第２の基板上
に形成された反射電極層上に形成されたことを特徴とす
る請求項１記載の液晶パネル。
【請求項３】液晶層は高分子分散液晶層であり、高分子
分散液晶層の厚みが５μｍ未満、高分子分散液晶層の高
分子によって保持される液晶滴の平均粒子径または高分
子の平均空隙間隔が１μｍ未満、もしくは高分子分散液
晶層の液晶材料の比率が９０重量％以上、のうち少なく
とも１つの条件を満たしていることを特徴とする請求項
１記載の液晶パネル。
【請求項４】凹凸の断面形状を有する層の凸部の高さと
高分子分散液晶層の厚みが略一致することを特徴とする
請求項３記載の液晶パネル。
【請求項５】凹部ならびに凸部の繰り返しピッチが１５
μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の液晶パ
ネル。
【請求項６】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１記載の液晶パネル。
【請求項７】第１の基板上に形成される透明電極層は、
順次積層された第１の薄膜とＩＴＯ薄膜とから成り、第
１の薄膜の屈折率が１．５０以上１．７０以下であり、
かつ前記第１の薄膜の光学的膜厚が略λ／４（λは透明
基板に入射する光のピーク波長）であり、前記ＩＴＯ薄
膜は光学的膜厚が略λ／２であることを特徴とする請求
項１記載の液晶パネル。
【請求項８】第１の基板上に形成される電極層は、順次
積層された第１の薄膜とＩＴＯ薄膜と第２の薄膜とから
成り、第１及び第２の薄膜の屈折率は第１の基板の屈折
率とＩＴＯ薄膜の屈折率の間の屈折率であり、かつ前記
第１及び第２の薄膜の光学的膜厚が略λ／４（λは透明
基板に入射する光のピーク波長）であり、前記ＩＴＯ薄
膜は光学的膜厚が略λ／２であることを特徴とする請求
項１記載の液晶パネル。
【請求項９】第１および第２の薄膜は酸化アルミニウ
ム、酸化イットリウム、一酸化シリコン、酸化タングス
テン、弗化セリウム、弗化ランタン、弗化ネオジムのう
ちのいずれかを用い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。
【請求項１０】透明電極の光学的膜厚が略λ／２（λは
ガラス基板に入射される光のピーク波長）であることを
特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
【請求項１１】第１の基板の電極が形成された反対面に
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
記載の液晶パネル。
【請求項１２】反射防止膜は少なくとも２層以上の多層
膜で構成されていることを特徴とする請求項１１記載の
液晶パネル。
【請求項１３】請求項１記載の液晶パネルと、光発生手
段と、前記光発生手段が発生した光を前記液晶パネルに
導く第１の光学要素部品と、前記液晶パネルで変調され
た光を投影する第２の光学要素部品を具備することを特
徴とする液晶投写装置。
【請求項１４】光発生手段と、前記発生手段が発生した
光を変調する請求項１記載の液晶パネルとの間に、ミラ
ーマスクおよび前記光発生手段が発生した光を導く第１
の光学要素部品を、また前記ミラーマスクと前記液晶パ
ネルの間にシュリーレンレンズを配置し、ミラーマスク
の像が前記シュリーレンレンズ及び液晶パネルによって
ミラーマスク上に形成されることを特徴とする請求項１
３記載の液晶投写装置。
【請求項１５】光発生手段と、前記発生手段が発生した
光を変調する請求項１記載の液晶パネルとの間に、ミラ
ーマスクおよび前記発生手段が発生した光を導く第１の
光学要素部品を、また前記ミラーマスクと光発生手段の
間及びミラーマスクと液晶パネルの間にそれぞれフライ
アイレンズを配置し、光源像がミラーマスクのミラー部
に形成されることを特徴とする請求項１３記載の液晶投
写装置。
【請求項１６】光発生手段が発生する光は色フィルタで
青色光、緑色光および赤色光の３つの所定範囲の波長の
光に分離され、かつ液晶パネルは前記３つの所定範囲の
波長の光の少なくとも１つに対して配置されていること
を特徴とする請求項１３記載の液晶投写装置。
【請求項１７】色フィルタはダイクロイックミラーであ
ることを特徴とする請求項１６記載の液晶投写装置。
【請求項１８】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、光学要素部品により
スクリーンの同一位置に投影されることを特徴とする請
求項１３記載の液晶投写装置。