JP3359893B2 - Method for manufacturing liquid crystal electro-optical device - Google Patents

Method for manufacturing liquid crystal electro-optical device

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JP3359893B2
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liq. crystal electro-optical device enabling to easily controlling liq. crystal alignment and having a response rate, especially a high falling rate by forming a nematic liq. crystal having positive dielectric anisotropy between substrates by rubbing alignment film in an anti-parallel direction and specifying a pre-tilt angle of liq. crystal. SOLUTION: With alignment film rubbing in an anti-parallel direction, nematic liq. crystal having positive dielectric anisotropy is formed between a pair of substrate 51, 52 and, in this case, the liq. crystal molecule has a pre-tilt angle of <=40 deg.. Cholesteric (chiral nematic) liq. crystal can be used as the liq. crystal, however nematic liq crystal is pref. Further, [anti-parallel direction] means that rubbing directions to substrates form nearly 180 deg. as expressing in a fig. Accordingly a display using rotary power as convention can not be carried out, because the liq. crystal does not cause twisted alignment having an angle of 90 deg. as conventional. Therefore, a display is carried out by applying refractive index anisotropy of the liq. crystal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の利用分野】本発明は、高速応答性と高コントラ
スト性を有するネマティック液晶を用いた電気光学装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-optical device using a nematic liquid crystal having high-speed response and high contrast.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、時計,電卓等の表示素子とし
てTN(Twisted Nematic )型液晶電気光学装置が用い
られてきた。このTN型液晶電気光学装置の構成を図5
を用いて簡単に説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal electro-optical device has been used as a display element of a timepiece, a calculator or the like. FIG. 5 shows the configuration of the TN liquid crystal electro-optical device.
This will be described briefly using FIG.

【0003】誘電率の異方性が正のネマティック液晶
を、互いに90°の角度で配向処理された基板51,52 の間
に注入することにより、液晶分子53のツイスト配向が生
じる。そしてこの液晶に電界を加えると、電界と誘電率
異方性の相互作用により液晶分子の長軸が基板と直角に
配向する。そして液晶に電圧を印加しない時の液晶分子
の状態(ツイスト)と印加した時の状態とを偏光板54を
用いて識別していた。或いは、逆に誘電率の異方性が負
のネマティック液晶を、垂直配向処理を行った一方の基
板間に介在せしめる方法もあった。
By injecting a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between substrates 51 and 52 which are aligned at an angle of 90 ° to each other, twist alignment of liquid crystal molecules 53 occurs. When an electric field is applied to the liquid crystal, the major axis of the liquid crystal molecules is oriented perpendicular to the substrate due to the interaction between the electric field and the dielectric anisotropy. The state (twist) of the liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal and the state when the voltage is applied are identified using the polarizing plate 54. Alternatively, conversely, there is a method in which a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is interposed between one of the substrates subjected to the vertical alignment processing.

【0004】また、最近になって強誘電性液晶の研究が
非常に進んできた。強誘電性液晶を用いた光学装置の構
成は、2μm程度とTN型液晶装置に比較してかなり薄
い間隔を持たせて液晶配向処理を施した基板を貼りあわ
せ、その基板の間に液晶を注入する。強誘電性液晶分子
は、電界を印加しない状態で安定状態を2つ有してお
り、電界を印加することによって一方の安定状態に分子
が配向する。そして逆向きの電界を印加することによっ
て他の安定状態に分子が配向する。そしてこの2つの液
晶の状態を偏光板を用いて識別することにより、明暗を
表示していた。
In recent years, research on ferroelectric liquid crystals has been very advanced. The structure of an optical device using ferroelectric liquid crystal is about 2 μm, which is much smaller than that of a TN type liquid crystal device. I do. The ferroelectric liquid crystal molecules have two stable states without applying an electric field, and the molecules are oriented to one stable state by applying an electric field. By applying an electric field in the opposite direction, the molecules are oriented to another stable state. By distinguishing the state of the two liquid crystals using a polarizing plate, light and dark were displayed.

【0005】この強誘電性液晶を用いた光学装置の場
合、応答時間が概ね数十μ秒と非常に速いため、各方面
への応用が期待されていた。
[0005] In the case of an optical device using this ferroelectric liquid crystal, the response time is very fast, approximately several tens of microseconds, and therefore, applications to various fields have been expected.

【0006】或いは、TFT、MIM等のスイッチング
素子を各画素に配置したアクティブタイプもある。
[0006] Alternatively, there is an active type in which switching elements such as TFTs and MIMs are arranged in each pixel.

【0007】さらには、ネマティック液晶のツイスト角
度を180 °〜270 °としたSTN型液晶もある。
Further, there is an STN type liquid crystal in which a twist angle of a nematic liquid crystal is set to 180 ° to 270 °.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記T
N型液晶電気光学装置は、応答時間が数十m秒と非常に
遅く、印加電圧に対する応答の急峻性も悪いため、時
計,電卓等の小面積の表示以外への応用範囲がせばめら
れていた。そして、応答速度をもっと速くするために
は、基板間隔を短くする方法が考えられるが、基板間隔
を短くすると、液晶のON状態→OFF状態への時間
(立ち上がり時間と称する。)は速くなるが、OFF状
態→ON状態への時間(立ち下がり時間と称する。)は
速くならない。そのうえ、一方の基板と他方の基板の間
で液晶を90°のツイスト配向をさせることが困難にな
る。
However, the above-mentioned T
Since the N-type liquid crystal electro-optical device has a very slow response time of several tens of milliseconds and a poor response to an applied voltage, its application range is limited to applications other than small-area display such as watches and calculators. . In order to further increase the response speed, a method of shortening the substrate interval is considered. When the substrate interval is shortened, the time from the ON state to the OFF state of the liquid crystal (referred to as rise time) is increased. The time from the OFF state to the ON state (referred to as a fall time) does not become short. In addition, it is difficult to make the liquid crystal be twisted at 90 ° between one substrate and the other.

【0009】さらに、駆動の際の電圧を高くすれば応答
を速くすることは可能であるが、液晶によって適当な駆
動可能な電圧の範囲は決まっているので、電圧を高くす
ることも容易にはできない。
Further, it is possible to increase the response speed by increasing the voltage at the time of driving. However, since the range of the appropriate drivable voltage is determined by the liquid crystal, it is easy to increase the voltage. Can not.

【0010】また、強誘電性液晶を用いた電気光学装置
においては応答時間は確かに速いが、問題点も数多く存
在する。
Although the response time of an electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal is certainly fast, there are many problems.

【0011】まず第1の問題点として、液晶の配向制御
が非常に難しいことがあげられる。従来よりラビング処
理の他、酸化珪素の斜方蒸着,または磁場を印加する方
法,さらには温度勾配法等行われているが、どの方法を
用いても現状では均一な配向を得ることができない。そ
のため、高いコントラストを得ることができない。
The first problem is that it is very difficult to control the alignment of the liquid crystal. Conventionally, in addition to the rubbing treatment, a method of obliquely depositing silicon oxide, a method of applying a magnetic field, and a temperature gradient method have been used, but no uniform alignment can be obtained at present under any of the methods. Therefore, high contrast cannot be obtained.

【0012】第2に、強誘電性液晶として用いることが
できるのは、スメクチック相を示す液晶である。従って
強誘電性液晶はスメクチック液晶特有の層構造を有す
る。この層構造は一度外力によってくずされると、外力
を取り去っても元に戻らない。これを元に戻すために
は、加熱して一度等方相に相転移させる必要があるた
め、外部からの微小な衝撃で崩れてしまう層構造を有す
る強誘電性液晶は、実用的ではない。
Second, a liquid crystal exhibiting a smectic phase can be used as a ferroelectric liquid crystal. Therefore, the ferroelectric liquid crystal has a layer structure peculiar to the smectic liquid crystal. Once this layer structure is broken by an external force, it does not return even if the external force is removed. In order to restore this, it is necessary to heat and once make a phase transition to an isotropic phase, so that a ferroelectric liquid crystal having a layered structure that collapses due to a small external impact is not practical.

【0013】第3に強誘電性液晶は液晶自身の持つ自発
分極のために配向膜との界面に電荷が蓄積し、液晶の分
極と逆向きの電界が形成されるため、長時間同じ画面を
表示しておくと、次に違う画面を表示しようとしても、
前の表示が残ってしまう(「やけ」と称する)という問
題点を有する。
Third, the ferroelectric liquid crystal accumulates electric charges at the interface with the alignment film due to the spontaneous polarization of the liquid crystal itself, and forms an electric field in a direction opposite to the polarization of the liquid crystal. If you display it, the next time you try to display a different screen,
There is a problem that the previous display remains (referred to as "burn").

【0014】第4に強誘電性液晶を用いた電気光学装置
のコントラスト比は、液晶のティルト角(またはコーン
角)に大きく依存するが、最も大きいコントラスト比を
得られるティルト角(コーン角)の値は22.5°(45°)
であることが知られている。しかし、ティルト角(コー
ン角)が22.5°(45°)という条件のみを満たす液晶
は、既に合成されているが、他の重要な条件,例えば液
晶が強誘電性を示す温度範囲の問題や、交流パルスに対
する応答性の問題などをも同時に十分満足できる強誘電
性液晶はまだ開発されていない。そのため、現状ではテ
ィルト角よりも前記温度範囲の問題等が重要視されてい
る。そのため現在研究段階にある強誘電性液晶を用いた
電気光学装置のコントラスト比はあまり大きくない。以
上に示した問題点により強誘電性液晶を表示装置として
応用することは現状では非常に困難である。
Fourth, the contrast ratio of an electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal greatly depends on the tilt angle (or cone angle) of the liquid crystal. The value is 22.5 ° (45 °)
It is known that However, liquid crystals satisfying only the condition that the tilt angle (cone angle) is 22.5 ° (45 °) have already been synthesized, but other important conditions, such as the problem of the temperature range in which the liquid crystal exhibits ferroelectricity, Ferroelectric liquid crystals that can sufficiently satisfy the problem of responsiveness to an AC pulse and the like have not yet been developed. Therefore, at present, the problem of the temperature range is more important than the tilt angle. Therefore, the contrast ratio of an electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal which is currently under study is not very large. At present, it is very difficult to apply a ferroelectric liquid crystal as a display device due to the problems described above.

【0015】[0015]

【発明の構成】上記問題点を解決するため本発明は、一
対の基板間に誘電率の異方性が正のネマティック液晶を
介在せしめた液晶電気光学装置であって、前記一対の基
板には反平行の方向にラビング処理された液晶配向層が
形成されていて、かつ前記液晶の分子のプレチルト角が
4°以下であることを特徴とする。または、一対の基板
間に誘電率の異方性が正のネマティック液晶を介在せし
めた液晶電気光学装置であって、前記基板には反平行の
方向にラビング処理された液晶配向層が形成されてい
て、かつ前記液晶配向層の表面張力の極性項の大きさが
10dyne/cm 以上であることを特徴とし、さらには、一
対の基板間に誘電率の異方性が正のネマティック液晶を
介在せしめた液晶電気光学装置であって、前記基板には
反平行の方向にラビング処理された液晶配向層が形成さ
れていて、かつ前記液晶配向層の表面張力の大きさが4
0dyne/cm 以上であることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal electro-optical device in which a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is interposed between a pair of substrates. A liquid crystal alignment layer rubbed in an antiparallel direction is formed, and a pretilt angle of molecules of the liquid crystal is 4 ° or less. Alternatively, a liquid crystal electro-optical device in which a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is interposed between a pair of substrates, wherein a liquid crystal alignment layer rubbed in an antiparallel direction is formed on the substrates. And the magnitude of the polarity term of the surface tension of the liquid crystal alignment layer is not less than 10 dyne / cm, and further, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is interposed between the pair of substrates. Liquid crystal electro-optical device, wherein a liquid crystal alignment layer rubbed in an antiparallel direction is formed on the substrate, and the surface tension of the liquid crystal alignment layer is 4
0 dyne / cm or more.

【0016】なお、本発明者は、液晶配向層の表面張力
が大きくなると液晶のプレチルトが小さくなることを見
出した。
The present inventor has found that when the surface tension of the liquid crystal alignment layer increases, the pretilt of the liquid crystal decreases.

【0017】本発明において述べる表面張力は式1のよ
うな式に書ける。
The surface tension described in the present invention can be expressed by the following equation.

【式1】 (Equation 1)

【0018】本発明における表面張力の求め方は以下の
ように行う。 (1) まず、表面張力が既知の液体を定め(2種)、それ
らの2種の液体についての(rL) ,(rL)d ,(rL)pを求
める。ここではrLは、表面張力,(rL)dは表面張力の
分散項,(rL)pは表面張力の極性項である。また表面張
力が既知の液体としては、表1のものが挙げられる。
The method for determining the surface tension in the present invention is as follows. (1) First, liquids whose surface tensions are known are determined (two types), and (r L ), (r L ) d , and (r L ) p for these two types of liquids are determined. Here, r L is the surface tension, (r L ) d is the dispersion term of the surface tension, and (r L ) p is the polarity term of the surface tension. Table 1 is given as an example of the liquid having a known surface tension.

【表1】 [Table 1]

【0019】(2) 検体基板で接触角を測定する。この時
用いる液体は(1) で定めた液体i,jとし、接触角をX
i,Xjとする。 (3) 付着仕事(WSL)i,(WSL)jを式2を用いて計算す
る。
(2) The contact angle is measured on the sample substrate. The liquid used at this time is the liquid i, j determined in (1), and the contact angle is X
i and X j . (3) Calculate the adhesion work (W SL ) i and (W SL ) j using Equation 2.

【式2】 (Equation 2)

【0020】(4) 以下、検体基板の極性項(rs)p, 分
散項(rs)dを式3,式4により求める。
(4) Hereinafter, the polarity term (r s ) p and the dispersion term (r s ) d of the sample substrate are obtained by Expressions 3 and 4.

【式3】 (Equation 3)

【式4】 (Equation 4)

【0021】(5)以上より、(rs)d,(rs)pが求まるか
ら、rs=(rs)d+(rs)pより、rsも求めることができ
る。
[0021] than (5) or more, because (r s) d, is (r s) p determined, r s = from (r s) d + (r s) p, r s can also be determined.

【0022】本発明に用いる液晶はコレステリック(カ
イラルネマティック)液晶でも良いが、ネマティック液
晶の方が好ましい。
The liquid crystal used in the present invention may be a cholesteric (chiral nematic) liquid crystal, but a nematic liquid crystal is more preferable.

【0023】本発明においては、従来のTN型液晶電気
光学装置の基板間隔が概ね8μm程度であるのに対し、
本発明は概ね5μm以下好ましくは 3.5μm以下という
薄い基板間隔を用いる。
In the present invention, while the distance between the substrates of the conventional TN type liquid crystal electro-optical device is approximately 8 μm,
The present invention uses a thin substrate spacing of approximately 5 μm or less, preferably 3.5 μm or less.

【0024】また本発明において、「反平行の方向」と
は、図1に示すように基板のラビングの方向がほぼ18
0°の角度をなしていることを意味する。従って、従来
のように液晶を90°のツイスト配向を生じせしめない
ため、従来のような施光性を利用した表示は行うことが
できない。そのため本発明においては液晶の屈折率異方
性を利用した表示を行う。
In the present invention, the "anti-parallel direction" means that the rubbing direction of the substrate is substantially equal to 18 as shown in FIG.
It means that it forms an angle of 0 °. Accordingly, since the liquid crystal is not caused to have a twist orientation of 90 ° unlike the conventional case, it is impossible to perform the display utilizing the light-emitting property as in the related art. Therefore, in the present invention, display utilizing the refractive index anisotropy of the liquid crystal is performed.

【0025】[0025]

【作用】本発明においては誘電率の異方性が正のネマテ
ィック液晶を用いるため、液晶の配向制御が非常に容易
であり、スメクティック液晶のように層を形成しないの
で、外力により一度配向を乱されても外力が取り除かれ
た後は、すみやかに配向がもとにもどるので等方相やネ
マティック相まで加熱する必要がない。
In the present invention, nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used, so that it is very easy to control the alignment of the liquid crystal. Since a layer is not formed unlike a smectic liquid crystal, the alignment is once disturbed by an external force. After the removal of the external force, the orientation quickly returns to its original state, so that there is no need to heat to an isotropic phase or a nematic phase.

【0026】本発明においては液晶の応答時間は、従来
のTN型液晶に比較して非常に速く、電界を印加した時
の立ち上がり時間は概ね数十μ秒であって、この値はほ
ぼ強誘電性液晶の応答時間に相当する。さらに立ち下が
り時間も概ね3m秒以下になり、従来には得られなかっ
た液晶ディスプレイが得られる。
In the present invention, the response time of the liquid crystal is much faster than that of the conventional TN type liquid crystal, and the rise time when an electric field is applied is approximately several tens of microseconds. It corresponds to the response time of the liquid crystal. Further, the fall time is also about 3 ms or less, and a liquid crystal display which has not been obtained conventionally can be obtained.

【0027】図2のグラフに液晶分子のプレチルト角と
液晶の立ち下がり時間との関係を示す。図2からわかる
ように液晶分子のプレチルト角が4°以下の時、立ち下
がり時間が3m秒以下となり、非常に早い応答を得るこ
とができる。
FIG. 2 shows the relationship between the pretilt angle of the liquid crystal molecules and the fall time of the liquid crystal. As can be seen from FIG. 2, when the pretilt angle of the liquid crystal molecules is 4 ° or less, the fall time is 3 ms or less, and a very fast response can be obtained.

【0028】さらに図3のグラフに配向層の表面張力の
極性項と液晶の立ち下がり時間とのグラフを示す。図3
からわかるように液晶配向層の表面張力の極性項の大き
さが10dyne/cm 以上の時、立ち下がり時間が3m秒と
なり、非常に早い応答が得られる。
FIG. 3 is a graph showing the polarity term of the surface tension of the alignment layer and the fall time of the liquid crystal. FIG.
As can be seen, when the magnitude of the polarity term of the surface tension of the liquid crystal alignment layer is 10 dyne / cm or more, the fall time is 3 msec, and a very fast response is obtained.

【0029】また、図4のグラフに配向層の表面張力の
大きさと液晶の立ち下がり時間との関係を示す。図4か
らわかるように表面張力が40dyn/cm以上の時、立ち下が
り時間が3m秒以下となり非常に速い応答が得られる。
なお、図2から図4のグラフにて用いた液晶はZLI−
4792(メルク社製)である。以下に実施例を用いて
本発明を説明する。
FIG. 4 shows the relationship between the magnitude of the surface tension of the alignment layer and the fall time of the liquid crystal. As can be seen from FIG. 4, when the surface tension is 40 dyn / cm or more, the fall time is 3 ms or less, and a very fast response is obtained.
The liquid crystal used in the graphs of FIGS. 2 to 4 is ZLI-
4792 (Merck). Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.

【0030】[0030]

【実施例】『実施例1』一対のソーダガラス(研磨品)
にITO薄膜をスパッタ法で作製し、フォトリソにより
パターニングを行った。そして、電極作製面に表面張力
の大きいポリイミド(商品名:LP,東レ製)を100
0Åの厚さに塗布し、ラビングを行った後、一方にはシ
ール印刷を行い、他方には2ミクロンのスペーサーを散
布した。
[Embodiment 1] A pair of soda glass (polished product)
Then, an ITO thin film was formed by a sputtering method and patterned by photolithography. Then, a polyimide having a large surface tension (trade name: LP, manufactured by Toray) is put on the electrode preparation surface in 100 parts.
After coating to a thickness of 0 ° and rubbing, one side was subjected to seal printing, and the other side was sprayed with a 2-micron spacer.

【0031】そして、貼合わせを行った。この時基板の
ラビング方向が反平行(180°) になるようにした。そし
て、真空注入法にて液晶を注入した。
Then, lamination was performed. At this time, the rubbing direction of the substrate was set to be antiparallel (180 °). Then, liquid crystal was injected by a vacuum injection method.

【0032】液晶注入後、偏光顕微鏡を用いて観察を行
った結果、液晶分子が液晶層全体でほぼラビング方向に
配向していることが判明した。そして、偏光板をクロス
ニコルになるように液晶セルに貼付した。この時、光が
入射する側の偏光板の偏光軸がラビング方向と45°に
なるようにした。こうして応答速度を測定した。用いた
液晶はZLI−4792,(メルク社製)である。その
結果、立ち上がり時間は65マイクロ秒,立ち下がり時
間は2m秒となった。これは従来のTN型液晶電気光学
装置と比較して速度が、約10倍〜約1000倍速くほぼ強
誘電性液晶の応答時間に相当した。
After the injection of the liquid crystal, observation using a polarizing microscope revealed that the liquid crystal molecules were almost aligned in the rubbing direction over the entire liquid crystal layer. Then, a polarizing plate was attached to the liquid crystal cell so as to form crossed Nicols. At this time, the polarization axis of the polarizing plate on the light incident side was set at 45 ° with respect to the rubbing direction. Thus, the response speed was measured. The liquid crystal used was ZLI-4792 (manufactured by Merck). As a result, the rise time was 65 microseconds and the fall time was 2 ms. This is about 10 times to about 1000 times faster than the conventional TN type liquid crystal electro-optical device, and almost corresponds to the response time of the ferroelectric liquid crystal.

【0033】なお、本液晶パネルの液晶のプレチルト角
は2°,表面張力は60dyne/cm ,その極性項
の大きさは15dyne/cm であった。この後、液
晶を駆動するための回路を接続し、バックライトモジュ
ールを組み立てることにより透過型の液晶パネルが完成
した。
The liquid crystal of the present liquid crystal panel had a pretilt angle of 2 °, a surface tension of 60 dyne / cm 2, and a polar term of 15 dyne / cm 2. Thereafter, a circuit for driving the liquid crystal was connected, and a backlight module was assembled to complete a transmissive liquid crystal panel.

【0034】『実施例2』実施例1では透過型のパネル
を作製した場合について述べたが、本実施例では反射型
について述べる。この場合、透過型と同じように偏光板
を2枚用いても良いが、1枚でも表示が可能であり、通
常の反射型表示と比較して明るい画面が得られる。
[Embodiment 2] In Embodiment 1, the case where a transmission type panel is manufactured has been described. In this embodiment, a reflection type panel will be described. In this case, two polarizing plates may be used in the same manner as in the transmission type, but display can be performed with only one polarizing plate, and a bright screen can be obtained as compared with a normal reflection type display.

【0035】実施例1と同様に一対の基板上にITO電
極を作製した後、2枚の基板の電極作製面に、やはり実
施例1と同様な方法でポリイミド薄膜を得た。そして一
方の基板のポリイミド作製面に綿布を用いて、ラビング
処理を行った。1.4μmのSiO2粒子をスペーサー
として散布した。シール印刷済の対向基板と貼りあわせ
たセルの間隔を公知の干渉法により測定した後、ネマテ
ィック液晶を真空注入法により注入した。なお、基板間
隔については、5ヶ所測定したが1.3〜1.4μmで
あった。
After forming ITO electrodes on a pair of substrates in the same manner as in Example 1, a polyimide thin film was obtained on the electrode forming surfaces of the two substrates in the same manner as in Example 1. Then, a rubbing treatment was performed on the polyimide production surface of one of the substrates using a cotton cloth. 1.4 μm SiO 2 particles were sprayed as spacers. After measuring the distance between the sealed substrate and the cell bonded to the counter substrate by a known interference method, a nematic liquid crystal was injected by a vacuum injection method. The distance between the substrates was measured at five places and found to be 1.3 to 1.4 μm.

【0036】そして、液晶注入口の封止を行った後、パ
ネルの表面に偏光板を、裏面に反射板を貼付した。この
時の偏光板の偏光軸の角度はラビング軸に対し、45°
の角度とする。こうして、液晶を駆動するための回路を
接続し、バックライトモジュールを組み立てることによ
り反射型の液晶パネルが完成した。本実施例のように1
枚の偏光板で表示を行うため、通常の反射型の液晶パネ
ルに比較して明るい画像が得られる。
After sealing the liquid crystal injection port, a polarizing plate was attached to the front surface of the panel, and a reflector was attached to the back surface. At this time, the angle of the polarizing axis of the polarizing plate was 45 ° with respect to the rubbing axis.
Angle. Thus, a circuit for driving the liquid crystal was connected, and a backlight module was assembled, whereby a reflective liquid crystal panel was completed. As in this embodiment, 1
Since display is performed by using two polarizing plates, a brighter image can be obtained as compared with a normal reflective liquid crystal panel.

【0037】『実施例3』本実施例では本発明をカラー
プロジェクターに応用した場合について図6を使って説
明する。本実施例によるプロジェクターではカラーフィ
ルターを使用しないため、従来のものに比較して透過率
の高い、明るいプロジェクターが作製できる。
Embodiment 3 In this embodiment, a case where the present invention is applied to a color projector will be described with reference to FIG. Since the color filter is not used in the projector according to the present embodiment, a bright projector having higher transmittance than that of the conventional projector can be manufactured.

【0038】図6において赤の光源61として波長633
nm付近にピークを持つHe−Neレーザー,緑の光源
62として波長515nm付近にピークを持つArレーザ
ー,さらに青の光源63としては波長477nm付近にピ
ークを持つArレーザーを使用してこれらレーザー光を
光学系64にて外形や光の密度を必要な光の条件に加工
し、実施例1にて作製した液晶パネル65,66,67に照射
する。
In FIG. 6, a wavelength 633 is used as the red light source 61.
He-Ne laser with a peak near nm, green light source
An Ar laser having a peak around 515 nm as 62 and an Ar laser having a peak near 477 nm as blue light source 63 are used. And irradiate the liquid crystal panels 65, 66, and 67 produced in Example 1.

【0039】この液晶パネルを通過した光は液晶パネル
のシャッター機能により、ON,OFFあるいはグレー
スケールとして透過光量が制限された光学系68により合
成され、さらに表示画面69上に拡大表示される。
The light that has passed through the liquid crystal panel is combined by an optical system 68 of which the amount of transmitted light is limited as ON, OFF or gray scale by the shutter function of the liquid crystal panel, and is further enlarged and displayed on a display screen 69.

【0040】本実施例では光源が単一波長のため液晶パ
ネルを通過する際の光学的条件を各液晶パネルにて合わ
せることが可能なため、パネル通過後の散乱光が少な
く、拡大投影した表示画面のぼけがなくなりシャープな
表示を行える。
In this embodiment, since the light source has a single wavelength, the optical conditions when passing through the liquid crystal panel can be adjusted in each liquid crystal panel. Sharp display can be performed without blurring of the screen.

【0041】本実施例に用いられるレーザー光として
は、前述のガスレーザの他にカドミウムや亜鉛の金属蒸
気を使用したレーザー光やルビー等を使用した固体レー
ザーやその他の種類のレーザー光で可視光領域にピーク
波長を有するものが使用できる。また、通常の発光波長
以外の波長でも特殊な光学系を通過することにより、可
視光領域の発光が得られるもの、例えばYAGレーザー
の第二高調波等でも使用可能である。
The laser light used in this embodiment is not limited to the above-described gas laser, but may be a laser light using metal vapor of cadmium or zinc, a solid laser using ruby or the like, or a laser light of any other type. Those having a peak wavelength can be used. In addition, it is also possible to use a device that can emit light in the visible light region by passing through a special optical system at a wavelength other than the normal emission wavelength, such as a second harmonic of a YAG laser.

【0042】通常は赤、青、緑の各波長に近い発光波長
を持つ3つのレーザー光を使用するが、波長の種類の異
なる4つ以上のレーザー光を使用して、色を合成し、カ
ラー表示を行うことも可能である。
Normally, three laser beams having emission wavelengths close to the red, blue, and green wavelengths are used. However, colors are synthesized by using four or more laser beams having different wavelengths, and the colors are combined. Display can also be performed.

【0043】[0043]

【発明の効果】今まで述べたように本発明は従来の液晶
電気光学装置にはまったくなかった新しいモードで表示
を行うことができるものであって、本発明を用いること
により液晶の配向制御が非常に容易で、なおかつ応答速
度,特に立ち下がりの非常に高速な液晶電気光学装置が
得られる。さらに本発明は大画面の表示も容易に得られ
る。
As described above, the present invention is capable of performing display in a new mode which has not been provided in the conventional liquid crystal electro-optical device at all. By using the present invention, it is possible to control the alignment of the liquid crystal. It is possible to obtain a liquid crystal electro-optical device that is very easy and has a very high response speed, particularly a very fast falling time. Further, according to the present invention, a large-screen display can be easily obtained.

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

【図1】 本発明の液晶電気光学装置の構造の1例を示
す。
FIG. 1 shows an example of the structure of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention.

【図2】 プレチルト角と応答速度のグラフを示す。FIG. 2 shows a graph of a pretilt angle and a response speed.

【図3】 表面張力極性項と応答速度のグラフを示す。FIG. 3 shows a graph of a surface tension polarity term and a response speed.

【図4】 表面張力と応答速度のグラフを示す。FIG. 4 shows a graph of surface tension and response speed.

【図5】 従来のTN型の液晶パネルの構造を示す。FIG. 5 shows a structure of a conventional TN type liquid crystal panel.

【図6】 本発明によるプロジェクションの光学系の概
略図を示す。
FIG. 6 shows a schematic diagram of a projection optical system according to the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51,52 基板 53 液晶分子 54 偏光板 61,62,63 レーザー光 64,68 光学系 65,66,67 液晶パネル 69 表示画面 51, 52 Substrate 53 Liquid crystal molecules 54 Polarizer 61, 62, 63 Laser light 64, 68 Optical system 65, 66, 67 Liquid crystal panel 69 Display screen

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】配向膜が設けられた一対の基板の間に正の
誘電率異方性を有する液晶を狭持してなる液晶電気光学
装置であって、前記配向膜はそれぞれ反平行の方向にラ
ビング処理されており、前記一対の基板の間隔は5μm
以下であり、前記配向膜の表面張力の極性項の大きさは
10dyne/cm以上であり、前記液晶の立ち上がり
時間は10μ秒以上100μ秒未満であり、前記液晶の
立ち下がり時間は3m秒以下であり、前記液晶の屈折率
異方性を利用した表示を行うことを特徴とする液晶電気
光学装置。
A positive electrode is provided between a pair of substrates provided with an alignment film.
Liquid crystal electro-optics holding liquid crystal with dielectric anisotropy
An alignment film, wherein each of the alignment films is aligned in an anti-parallel direction.
And the distance between the pair of substrates is 5 μm.
The magnitude of the polarity term of the surface tension of the alignment film is
10 dyne / cm or more, and the rise of the liquid crystal
The time is 10 μsec or more and less than 100 μsec, and the
The fall time is 3 ms or less, and the refractive index of the liquid crystal
Liquid crystal electricity characterized by performing display using anisotropy
Optical device.
【請求項2】配向膜が設けられた一対の基板の間に正の
誘電率異方性を有する液晶を狭持してなる液晶電気光学
装置であって、前記配向膜はそれぞれ反平行の方向にラ
ビング処理されており、前記一対の基板の間隔は5μm
以下であり、前記配向膜の表面張力の大きさは40dy
ne/cm以上であり、前記液晶の立ち上がり時間は1
0μ秒以上100μ秒未満であり、前記液晶の立ち下が
り時間は3m秒以下であり、前記液晶の屈折率異方性を
利用した表示を行うことを特徴とする液晶電気光学装
置。
2. A positive electrode between a pair of substrates provided with an alignment film.
Liquid crystal electro-optics holding liquid crystal with dielectric anisotropy
An alignment film, wherein each of the alignment films is aligned in an anti-parallel direction.
And the distance between the pair of substrates is 5 μm.
And the magnitude of the surface tension of the alignment film is 40 dy
ne / cm or more, and the rise time of the liquid crystal is 1
0 μs or more and less than 100 μs, and the fall of the liquid crystal is
And the refractive index anisotropy of the liquid crystal is 3 ms or less.
Liquid crystal electro-optical device characterized by performing display using
Place.
【請求項3】請求項1または2において、前記液晶は、
誘電率の異方性が正のネマティック液晶またはコレステ
リック液晶であることを特徴とする液晶電気光学装置。
3. The liquid crystal according to claim 1, wherein the liquid crystal is
Nematic liquid crystal or cholester with positive dielectric anisotropy
A liquid crystal electro-optical device, which is a liquid crystal.
【請求項4】赤色の光を照射される第1の液晶シャッタ
ー、緑色の光を照射される第2の液晶シャッターおよび
青色の光を照射される第3の液晶シャッターを有する液
晶プロジェクターであって、前記第1の液晶シャッタ
ー、前記第2の液晶シャッターおよび前記第3の液晶シ
ャッターの組合せによりカラー表示され、前記第1の液
晶シャッター、前記第2の液晶シャッターおよび前記第
3の液晶シャッターは、請求項1から3のいずれか一項
に記載された液晶電気光学装置であることを特徴とする
液晶プロジェクター。
4. A first liquid crystal shutter irradiated with red light.
ー, a second liquid crystal shutter irradiated with green light and
Liquid having a third liquid crystal shutter irradiated with blue light
A crystal projector, wherein the first liquid crystal shutter
, The second liquid crystal shutter and the third liquid crystal shutter.
The first liquid is displayed in color by a combination of
Crystal shutter, the second liquid crystal shutter and the second liquid crystal shutter.
The liquid crystal shutter of claim 3 is any one of claims 1 to 3.
Characterized by being a liquid crystal electro-optical device described in (1).
LCD projector.
【請求項5】請求項4において、前記光は、レーザー光
であることを特徴とする液晶プロジェクター。
5. The method according to claim 4, wherein the light is a laser light.
A liquid crystal projector characterized by the following.
【請求項6】請求項4において、前記赤色の光は、He
−Neレーザー光であり、前記緑色の光および前記青色
の光は、Arレーザー光であることを特徴とする液晶プ
ロジェクター。
6. The method according to claim 4, wherein the red light is He.
-Ne laser light, the green light and the blue light
The liquid crystal panel is characterized in that the light is Ar laser light.
Logector.
【請求項7】請求項4において、前記緑色の光は、YA
Gレーザー光の第2高調波であることを特徴とする液晶
プロジェクター。
7. The method according to claim 4, wherein the green light is YA.
Liquid crystal characterized by being a second harmonic of G laser light
projector.
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