JP3529434B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP3529434B2
JP3529434B2 JP17293594A JP17293594A JP3529434B2 JP 3529434 B2 JP3529434 B2 JP 3529434B2 JP 17293594 A JP17293594 A JP 17293594A JP 17293594 A JP17293594 A JP 17293594A JP 3529434 B2 JP3529434 B2 JP 3529434B2
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摩希子 佐藤
正仁 石川
仁 羽藤
ますみ 岡本
毅 大山
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Abstract

PURPOSE:To provide an LCD of novel constitution which has a high light scattering characteristic, low driving voltage, bright and high contrast ratio and excellent gradation characteristic, does not invert display in spite of gradation display and is extremely wide in visual field angle. CONSTITUTION:This liquid crystal display element consists of substrates 11, 12 with electrode arranged to face each other and a liquid crystal layer 20 consisting of a nematic liquid crystal compsn. held between these substrates. At least one of the substrates of the substrates 11, 12 with the electrodes arranged to face each other have the regions consisting of conductor parts 13a, 14a having the electrode structure specified in the width of the widest parts to <=50mum by each of one pixel and non-conductor parts 13b, 14b specified in the width of the widest part to <=50mum. The conductor parts 13a, 14a and the non-conductor parts 13b, 14b face each other in at least a part of the regions within the pixels for every one pixel between both substrate 11, 12 disposed opposite to each other; in addition, a relation D>=S/2 is satisfied when the width of the narrowest parts of the non-conductor parts 13b, 14b is defined as S and the spacing between the electrodes of both substrates arranged to face each other as D.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶表示素子お
よびそれを用いた液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel liquid crystal display element and a liquid crystal display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示素子(以下、LCDと略
称)はワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、投
影型TV、小型TV等に広く利用されている。これらの
LCDは光の明暗の変化を制御することにより表示を行
う。このような光の制御方法として、液晶分子の偏光効
果と偏光子との組み合わせによる方法、液晶の相転移を
利用して光の散乱と透過による方法、および液晶に染料
を添加し、染料の可視光吸収量を制御することで生じた
色の濃淡変化を利用する方法等がある。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display elements (hereinafter abbreviated as LCD) have been widely used in word processors, personal computers, projection TVs, small TVs and the like. These LCDs display by controlling the change of light and dark. Such light control methods include a method of combining the polarization effect of liquid crystal molecules with a polarizer, a method of scattering and transmitting light by utilizing the phase transition of the liquid crystal, and a method of adding a dye to the liquid crystal to make the dye visible. There is a method of utilizing the change in the light and shade of the color generated by controlling the light absorption amount.

【0003】偏光効果と偏光子を組み合わせた方法を用
いるLCDは、たとえば90°捻れた分子配列をもつツイ
ステッドネマティック(TN)型LCDであり、原理的
に薄い液晶層厚、低電圧で偏光を制御できる。このた
め、TN型LCDは、早い応答速度、低消費電力にて、
高いコントラスト比特性を示す。このTN型LCDは、
単純マトリクス駆動により、時計や電卓などに、またス
イッチング素子を各画素毎に具備したアクティブマトリ
クス駆動およびカラーフィルターと組み合わせて、フル
カラーの表示の液晶TVなどに応用されている。しか
し、これら偏光効果と偏光子を組み合わせたLCDは、
原理上偏光板を用いることからLCDの透過光量が著し
く低くなる。すなわち、少なくとも 1枚の偏光板を用い
るため、透過光量は少なくとも50%以下となる。また液
晶分子配列の方位性により見る角度・方位によって表示
色やコントラスト比が大きく変化するため、視角依存性
を有する。この視角依存性に加え、入射光量に対する透
過光量の比で示される透過率が低いなどの理由により、
TN型LCDは冷陰極線管(CRT)の表示性能を完全
に越えるまでには至っていないのが実状である。
An LCD using a method combining a polarization effect and a polarizer is, for example, a twisted nematic (TN) type LCD having a molecular arrangement twisted by 90 °, and in principle controls polarization with a thin liquid crystal layer thickness and a low voltage. it can. Therefore, the TN LCD has a fast response speed and low power consumption.
It exhibits high contrast ratio characteristics. This TN LCD is
It is applied to clocks and calculators by simple matrix driving, and is applied to full color display liquid crystal TVs in combination with active matrix driving having a switching element for each pixel and a color filter. However, LCDs that combine these polarization effects and polarizers
Since a polarizing plate is used in principle, the amount of light transmitted through the LCD is significantly reduced. That is, since at least one polarizing plate is used, the amount of transmitted light is at least 50% or less. In addition, the display color and the contrast ratio greatly change depending on the viewing angle and direction depending on the orientation of the liquid crystal molecule arrangement, and thus the viewing angle dependence is provided. In addition to this viewing angle dependence, because of the low transmittance indicated by the ratio of the amount of transmitted light to the amount of incident light,
In reality, the TN LCD does not completely exceed the display performance of a cold cathode ray tube (CRT).

【0004】一方、液晶の相転移を利用したLCD、お
よび染料の可視光吸収量を制御したLCDは、たとえ
ば、ヘリカル構造の分子配列をもつコレステリック相か
らホメオトロピック構造の分子配列をもつネマティック
相への相転移を電場印加で生じさせるPC型液晶および
この液晶分子に染料を添加してなるホワイト・テーラー
型GH液晶を用いるLCD等である。これらのLCDは
原理上偏光板を用いないので透過率が低くなることがな
い。また広い視認角を示すので、自動車機器や、投影型
表示器等に応用されている。
On the other hand, LCDs that utilize the phase transition of liquid crystals and LCDs that control the visible light absorption of dyes, for example, change from a cholesteric phase having a molecular arrangement of a helical structure to a nematic phase having a molecular arrangement of a homeotropic structure. PC-type liquid crystal that causes the phase transition of (1) by applying an electric field, and LCD that uses a white Taylor type GH liquid crystal obtained by adding a dye to the liquid crystal molecules. Since these LCDs do not use a polarizing plate in principle, the transmittance does not decrease. Further, since it has a wide viewing angle, it is applied to automobile equipment, projection type display devices and the like.

【0005】しかし、このようなLCDは、液晶層厚を
比較的厚くしたり、液晶分子のヘリカル強度を強めたり
しないと充分な光の散乱が得られない。これは光の散乱
が種々の液晶分子配列に因っているからである。つま
り、充分に光を散乱させるためには、たとえば、ヘリカ
ル構造の分子配列をもつコレステリック相の場合、入射
光方向に対し、あらゆる方位にヘリカル軸をもつ必要性
が生じる。このように、多数の方位のヘリカル軸をもた
せるためには、液晶層厚を厚くしなくてはならない。
このため、このようなLCDは、高い駆動電圧を要し、
応答速度が極めて遅いという問題があり、表示量(画素
数)の多い表示素子への応用は困難であった。 また、
印加電圧の増加に伴い、透過率が急激に変化するために
階調表示も困難であった。さらに、光散乱状態と光透過
状態とで液晶の分子配列が著しく異なるため、光散乱お
よび光透過状態の相互変化を電界制御で行う場合、その
電気光学特性にヒステリシスが生じてしまう。このヒス
テリシスが生じる原因には諸説があり明確にされていな
いが、液晶の分子配列が著しく異なる場合や、電界が印
加されていない状態で光散乱状態(液晶の分子配列が微
細なドメインの集合体となっている状態)を液晶分子が
形成している場合に発生しやすいことが知られている。
このように、その印加電界−透過率特性にヒステリシス
があると、マルチプレクス駆動が困難になるなど実用的
に問題があった。
However, in such an LCD, sufficient light scattering cannot be obtained unless the liquid crystal layer is relatively thick or the helical strength of the liquid crystal molecules is increased. This is because light scattering is due to various liquid crystal molecular alignments. That is, in order to sufficiently scatter light, for example, in the case of a cholesteric phase having a molecular arrangement of a helical structure, it is necessary to have a helical axis in every direction with respect to the incident light direction. As described above, in order to have helical axes in many directions, the liquid crystal layer thickness must be increased.
Therefore, such an LCD requires a high driving voltage,
There was a problem that the response speed was extremely slow, and it was difficult to apply it to a display element with a large display amount (number of pixels). Also,
As the applied voltage increases, the transmittance changes abruptly, making it difficult to display gray scales. Further, since the molecular alignment of the liquid crystal is significantly different between the light scattering state and the light transmitting state, when the mutual change of the light scattering state and the light transmitting state is performed by electric field control, hysteresis occurs in its electro-optical characteristics. The cause of this hysteresis has not been clarified due to various theories, but when the molecular alignment of the liquid crystal is significantly different, or when the electric field is not applied, the light scattering state (the molecular alignment of the liquid crystal is an assembly of fine domains) It is known that when the liquid crystal molecules are formed, it is likely to occur.
As described above, when the applied electric field-transmittance characteristic has hysteresis, there is a practical problem such that it becomes difficult to perform multiplex driving.

【0006】液晶の相転移を利用した他のLCDに、有
機電解質等の導電性物質を溶解したNn液晶を用い、低
周波で高電圧を印加することにより光散乱を得る手段
(一般にDS効果という)や熱光学効果により光散乱を
得る手段を用いるLCDが提案されている。しかし、こ
の場合においても上述の問題がある。
A means for obtaining light scattering by applying a high voltage at a low frequency using Nn liquid crystal in which a conductive substance such as an organic electrolyte is dissolved in another LCD utilizing the phase transition of the liquid crystal (generally called the DS effect). ) And LCDs using means for obtaining light scattering by thermo-optic effect have been proposed. However, even in this case, there is the above-mentioned problem.

【0007】さらに、図36(a)に示すように、基板
1、2間で挟持されたポリマー3内に多数のカプセルを
形成して、この中に液晶4を封入したカプセル状構造、
および図36(b)に示すように、繊維状ポリマー5の
間に液晶6を分散させた繊維状ポリマー構造を用いて光
散乱性を高める高分子分散型LCDが提案されている。
しかし、このような高分子分散型LCDは、製法上およ
び原理上から、そのポリマーの形状やポリマーと液晶層
との混合比に制約がある。また外部から印加した電圧は
ポリマーと液晶とに分圧されるため、液晶には印加電圧
の一部しか印加されない。このため、充分に低い駆動電
圧と高い応答速度などが要求される駆動特性を満足させ
ようとすると、充分な光散乱性を得られないのが現状で
ある。また、これらの方式においても、光散乱状態と光
透過状態とで液晶の分子配列が著しく異なるため、前述
したように電気光学特性にヒステリシスが生じてしま
う。これに対し光散乱状態における液晶分子配列をある
程度制御(たとえば、カプセル内面における液晶分子配
列を制御するためにポリマーに疎水性の物質を混合する
等)し、前記ヒステリシスを軽減させることも可能であ
るが、このことは同時に光散乱を弱めることとなり、実
用的でない。このように、高分子分散型LCDにおいて
も、液晶の相転移を利用した他のLCDと同様な問題が
あった。
Further, as shown in FIG. 36 (a), a large number of capsules are formed in a polymer 3 sandwiched between substrates 1 and 2, and a liquid crystal 4 is enclosed in the capsule-shaped structure,
Further, as shown in FIG. 36B, a polymer dispersion type LCD has been proposed which uses a fibrous polymer structure in which a liquid crystal 6 is dispersed between fibrous polymers 5 to enhance the light scattering property.
However, in such a polymer-dispersed LCD, there are restrictions on the shape of the polymer and the mixing ratio of the polymer and the liquid crystal layer due to the manufacturing method and the principle. Further, since the voltage applied from the outside is divided into the polymer and the liquid crystal, only a part of the applied voltage is applied to the liquid crystal. For this reason, under the present circumstances, it is not possible to obtain sufficient light-scattering properties when attempting to satisfy the drive characteristics that require a sufficiently low drive voltage and a high response speed. Also in these methods, since the molecular alignment of the liquid crystal is significantly different between the light scattering state and the light transmitting state, hysteresis occurs in the electro-optical characteristics as described above. On the other hand, the hysteresis can be reduced by controlling the liquid crystal molecule alignment in the light-scattering state to some extent (for example, mixing a polymer with a hydrophobic substance to control the liquid crystal molecule alignment on the inner surface of the capsule). However, this also weakens the light scattering and is not practical. As described above, the polymer-dispersed LCD has the same problem as other LCDs that utilize the phase transition of liquid crystal.

【0008】光を散乱させる手法として、 2枚の電極付
基板の表面において種々の方向に液晶分子を配列させる
よう微細な領域毎に配向処理を行い、これらを内面とし
て対向させた間隙に液晶を挟持させることも考えられ
る。しかし、微細な領域毎に配向処理方向(たとえばラ
ビング方向)を異ならせることは実際上困難であり、ま
た、前述のヒステリシスの問題を解決する手段とはなら
ない。
As a method of scattering light, an alignment treatment is performed for each fine region so that liquid crystal molecules are arranged in various directions on the surfaces of two electrode-attached substrates, and liquid crystal is placed in a gap facing each other with these as inner surfaces. It is also conceivable to have it sandwiched. However, it is practically difficult to make the orientation processing direction (for example, the rubbing direction) different for each fine region, and it is not a means for solving the above-mentioned problem of hysteresis.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のLCDは透過率が低く、狭い視角依存性を有するか、
または高い駆動電圧を要し、応答速度も遅いといった問
題をもっていた。本発明は、このような課題に対処する
ためになされたもので、光散乱特性が高く、駆動電圧が
低く、明るくコントラスト比が高く階調性に優れ、かつ
階調表示しても表示が反転することがなく、視野角の極
めて広い新規な構成のLCDを提供することを目的とす
る。
As described above, the conventional LCD has a low transmittance and a narrow viewing angle dependency.
Alternatively, there is a problem that a high driving voltage is required and a response speed is slow. The present invention has been made to cope with such a problem, and has a high light scattering characteristic, a low driving voltage, a bright, high contrast ratio, and excellent gradation characteristics, and the display is inverted even when gradation display is performed. It is an object of the present invention to provide an LCD having a novel structure with a very wide viewing angle.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のLCDは、光を
散乱させる手段として、液晶以外の媒体を必要とせず、
なおかつ、光透過状態と光散乱状態とで液晶の分子配列
が著しく異ならず、良好な光散乱状態を得ることのでき
る構成としたものである。さらに、複雑な製造工程によ
らずLCDを製造することができる構成でもある。
The LCD of the present invention does not require any medium other than liquid crystal as means for scattering light,
Further, the molecular arrangement of the liquid crystal is not significantly different between the light transmitting state and the light scattering state, and a good light scattering state can be obtained. Further, the LCD can be manufactured without a complicated manufacturing process.

【0011】本発明のLCDは、対向配置された電極付
き基板と、この基板間に挟持されたネマティック液晶組
成物からなる液晶層とからな、前記対向配置された電
極付き基板が電極構造として 1画素毎に最も広い部分の
50 μm 以下である導電体部と最も広い部分の幅
50 μm 以下である非導電体部とからなる領域をそれぞ
れ有する液晶表示素子において、前記対向配置された両
基板間において、少なくとも 1画素毎に画素内の一部の
領域で前記導電体部と前記非導電体部とが対向してお
り、かつ前記非導電体部の最も狭い部分の幅をSとし、
前記対向配置された両基板の電極間隔をDとしたとき、
D≧S/2の関係が満たされており、前記液晶層が、電
界を印加した際のチルト方向が 2 方向以上取り得る分子
配列を有する液晶組成物からなることを基本構成とし
て、前記両基板間隙に電極間隔Dより短い直径を有する
微粒子を混入させてなることを特徴とする。または、同
じ基本構成の電極上に透光性保護膜が形成され、この透
光性保護膜の屈折率が電極材料の屈折率の0.9〜1.
1倍であることを特徴とする。
[0011] LCD of the present invention includes a substrate having oppositely disposed electrodes, Ri Do and a liquid crystal layer formed of nematic liquid crystal composition held between the substrates, wherein the oppositely disposed electrodes with board electrodes structure the width of the widest portion in each pixel is the width of the widest part and Ru conductive portion der 50 [mu] m or less as
A region comprising a non-conductive portions Ru der 50 [mu] m or less it
In the liquid crystal display device having the above-mentioned structure, the conductive portion and the non-conductive portion face each other in at least a part of a pixel in each pixel between the oppositely arranged substrates, and Let S be the width of the narrowest part of the conductor,
Assuming that the electrode distance between the two substrates arranged to face each other is D,
The relationship of D ≧ S / 2 is satisfied, and the liquid crystal layer is
Molecules that can have two or more tilt directions when a field is applied
The basic constitution is that the liquid crystal composition has an arrangement.
And has a diameter shorter than the electrode distance D in the gap between the two substrates.
It is characterized by being mixed with fine particles . Or the same
A light-transmitting protective film is formed on the electrode with the same basic structure as above.
The refractive index of the light-protective film is 0.9 to 1 of the refractive index of the electrode material.
It is characterized by being 1 time.

【0012】た、対向配置された両基板間において、
この両基板間の垂直法線方向に対して斜め電界が 1画素
内に少なくとも 2方向以上形成され、前記液晶層を形成
する液晶分子が電圧無印加状態でスプレイ配列をなし、
かつ電圧印加状態でチルトアップまたはチルトダウン方
向の自由度を 2方向以上取り得る分子配列であることを
特徴とする。
[0012] Also, in between the two substrates facing each other,
An oblique electric field is formed in at least two directions in one pixel with respect to the vertical normal direction between the two substrates, and liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer form a splay alignment in a state in which no voltage is applied,
In addition, it is characterized by a molecular arrangement that allows two or more degrees of freedom in tilt-up or tilt-down directions when a voltage is applied.

【0013】具体的に本発明は、対向配置された少なく
とも一方の電極付き基板は、前記最も広い部分の幅が 3
0 μm 以下であり、前記ネマティック液晶組成物は、前
記基板表面上で液晶分子長軸−方向に配列させるチルト
配向を誘起する手段を有しており、 2枚の基板上での液
晶分子配列方向の交差角をθ( 0°≦θ≦90°)とし、
2枚の基板表面上でのプレチルト角によって液晶をユニ
フォームツイスト配列させるように決まるツイスト角を
ψとし、前記液晶層に電界を印加しない状態で、前記
ψが±θ(ここで、ツイスト方向が左回りの時+、右回
りの時−とする。)のとき、液晶のツイスト角ωが±θ
+ 180°または±θ−180°であり、前記ψが±(θ−
180°)のとき、液晶ツイスト角ωが±θ(以上、複号
同順)であることを特徴とする。
Specifically, in the present invention, at least one of the electrode-attached substrates which are arranged to face each other has a width of the widest portion of 3
0 μm or less, the nematic liquid crystal composition has a means for inducing a tilt alignment to align in the liquid crystal molecule long axis − direction on the substrate surface, and the liquid crystal molecule alignment direction on the two substrates. Let θ (0 ° ≤ θ ≤ 90 °) be the intersection angle of
Ruth ist angle KOR so as to uniform twist orientations of LC by the pretilt angle on the two substrate surface as a [psi, in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer, wherein [psi is ± theta (where twist When the direction is counterclockwise +, and when it is clockwise-, the liquid crystal twist angle ω is ± θ.
+ 180 ° or ± θ−180 °, and ψ is ± (θ−
180 °), the liquid crystal twist angle ω is ± θ (or more, the same order as the compound sign).

【0014】また、本発明の他の具体例として、対向配
置された両基板は、前記両基板電極の素子法線方向での
断面形状を見たとき、下基板の導電体部のうち上基板の
導電体部に重ならない部位の幅をRE、上基板の導電体
のうち下基板の導電体部に重ならない部位の幅をF
E、両基板とも導電体部である幅をEE、両基板とも非
導電体部である幅をSSとし、少なくとも各画素毎に
記両基板の前記REまたはFEの幅の部位を有する前記
導電体部がそれぞれ電気的にひとつにつながっていると
き、RE・SS・FE・SS・RE・SS・FE・SS
・…とSSを挟んでREとFEが交互に順に配置される
断面形状となる電極構造であり、前記ネマティック液晶
組成物は、前記基板表面上で液晶分子長軸を一方向に配
列させるチルト配向を誘起する手段を有しており、 2枚
の基板上での液晶分子配列方向の交差角がθ( 0°≦θ
≦90°)であり、 2枚の基板表面上でのチルト配向によ
って液晶組成物をユニフォームツイスト配列させるよう
に決まるツイスト角がψであり、液晶組成物に電界を印
加しない状態で、前記ψが±θ(ここでツイスト方向が
左回りの時+、右回りの時−とする。)のとき、液晶の
ツイスト角ωが±θ+180 °または、±θ−180 °であ
り、前記ψが±(θ−180 °)の時、液晶のツイスト角
ωが±θ(以上複号同順)であることを特徴とする。
こで、電極構造は、RE・EE・FE・EE・RE・E
E・FE・EE・…とEEを挟んでREとFEが交互に
順に配置される断面形状となる電極構造、またはRE・
FE・RE・FE・RE・FE・RE・FE・…とRE
とFEとが交互に順に配置される断面形状となる電極構
造でもよい。
Further, as another embodiment of the present invention, the two substrates which are arranged to face each other are such that, when the cross-sectional shape of the both substrate electrodes in the element normal direction is seen, the upper substrate of the conductor portions of the lower substrate is Board
The width of the portion which does not overlap the conductive portions RE, the width of the portion which does not overlap the conductive portions of the inner lower substrate of the conductor portion of the upper substrate F
E, before the width is conductor portion both substrates EE, the width is the substrates with non-conductive portion and SS, at least every pixel
The substrate having the RE or FE width portion
RE ・ SS ・ FE ・ SS ・ RE ・ SS ・ FE ・ SS when the conductors are electrically connected
- ... and an electrode structure which is a cross-sectional shape across the SS RE and FE are sequentially arranged alternately, the pre-Symbol nematic liquid crystal composition, tilt for arranging the liquid crystal molecular long axis in one direction on the substrate surface It has a means for inducing alignment, and the crossing angle of the alignment direction of liquid crystal molecules on the two substrates is θ (0 ° ≤ θ
≦ a 90 °), Ri der Ruth ist angle KOR so as to uniform twist arranged a liquid crystal composition by the tilt orientation on the two substrate surfaces [psi, in a state where no electric field is applied to the liquid crystal composition , Ψ is ± θ (here, when the twist direction is counterclockwise +, and when the clockwise direction is −), the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ + 180 ° or ± θ−180 °, and It is characterized in that when ψ is ± (θ-180 °), the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ (above compound sign order). This
Here, the electrode structure is RE, EE, FE, EE, RE, E
RE and FE alternate between E, FE, EE, ... and EE
Electrode structure with cross-sectional shapes arranged in order, or RE
FE ・ RE ・ FE ・ RE ・ FE ・ RE ・ FE ・ ... and RE
Structure having a cross-sectional shape in which FE and FE are alternately arranged in order
It can be made.

【0015】本発明に係わる液晶組成物および液晶分子
配列としては、液晶組成物は正または負の誘電率異方性
を有する液晶からなり、電界を印加した際に取り得る 2
方向以上のチルト方向は、前記正の誘電率異方性を有す
る液晶の場合チルトアップ方向であり、前記負の誘電率
異方性を有する液晶の場合チルトダウン方向であり、前
記両基板における液晶分子配列は、液晶のプレチルト角
の差を 0.5°以下とする液晶分子配列であり、前記プレ
チルト角α0 を得る方向が上下で同一方向であるベンド
状の配向からなる液晶分子配列であることを特徴とす
る。
As the liquid crystal composition and the liquid crystal molecular alignment according to the present invention, the liquid crystal composition is composed of a liquid crystal having a positive or negative dielectric anisotropy, and can be taken when an electric field is applied.
The tilt direction equal to or more than the direction is a tilt-up direction in the case of the liquid crystal having the positive dielectric anisotropy, and a tilt-down direction in the case of the liquid crystal having the negative dielectric anisotropy. molecular arrangement is a liquid crystal molecule array of the difference between the pretilt angle of the liquid crystal and 0.5 ° or less, the direction to obtain the pretilt angle α0 is a Ru liquid crystal molecular arrangement name from the bend-shaped alignment in the same direction in the vertical It is characterized by

【0016】本発明に係わる電極構造は、 1画素毎の電
極構造が両基板ともに各画素の少なくとも一部分で導電
体部と非導電体部からなるストライプ状の形状となって
いることを特徴とする。さらに、少なくとも一方の前記
電極付き基板の 1画素毎にスイッチング素子を有するこ
とが好ましい。
The electrode structure according to the present invention is characterized in that the electrode structure for each pixel is a striped shape consisting of a conductor portion and a non-conductor portion on at least a part of each pixel on both substrates. . Furthermore, it is preferable to have a switching element for each pixel of at least one of the electrode-attached substrates.

【0017】本発明のLCDは、電極間隔Dより短い突
起を前記両基板の少なくとも一方に設けてなることを特
徴とする。
[0017] LCD of the present invention, the shorter projection than the electrodes distance D, characterized by comprising on at least one of the two substrates.

【0018】本発明の液晶表示装置は、LCDに平行光
を入射する手段と、この入射された平行光をLCDにて
制御する手段と、制御された光の進行方向のうち、一部
の方向の光を投影する光学系を用いる手段とからなる投
影型液晶表示装置であって、LCDとして上述の本発明
のLCDを使用することを特徴とする。
In the liquid crystal display device of the present invention, a means for injecting parallel light to the LCD, a means for controlling the incident parallel light by the LCD, and a part of the controlled light traveling direction. And a means for using an optical system for projecting the light, characterized by using the above-mentioned LCD of the present invention as an LCD.

【0019】さらに、本発明のLCDを 2以上用い、そ
れぞれに赤色、青色、緑色の少なくともいずれか 1色を
含む分光された平行光を入射するか、または 1個のLC
Dに2色以上のカラーフィルターを具備することによ
り、カラー表示することが好ましい。
Further, two or more LCDs of the present invention are used, and each of them is irradiated with a parallel light beam which is split and contains at least one of red, blue, and green, or one LC.
It is preferable to display in color by providing D with two or more color filters.

【0020】[0020]

【作用】本発明のLCDは新規な液晶セル構成により光
を制御するものである。以下、本発明において光を制御
する原理について説明する。本発明のLCDは、各画素
において、実効的に一様な分子配列とすることにより光
透過状態を実現し、また 2種以上の電界方向をもって、
屈折レンズ効果や回折格子効果を得ることにより光散乱
状態を実現する。ここで、屈折レンズ効果とは、液晶層
厚方向に液晶分子が連続的に傾きを変え液晶層の屈折率
が連続的に変化することにより入射した光を屈折させる
効果をいう。また、回折格子効果とは、液晶分子の異常
光屈折率ne と常光屈折率no とが液晶平面において規
則的に交互に出現することにより液晶層に回折格子が形
成され、その結果平行光が散乱する効果をいう。このよ
うな屈折レンズ効果や回折格子効果による光散乱は、 2
種以上の電界方向の境界部にウォール(壁)状の分子配
列を形成することにより得られる。
The LCD of the present invention controls light with a novel liquid crystal cell structure. Hereinafter, the principle of controlling light in the present invention will be described. The LCD of the present invention realizes a light transmission state by effectively forming a uniform molecular arrangement in each pixel, and has two or more kinds of electric field directions.
A light scattering state is realized by obtaining a refraction lens effect and a diffraction grating effect. Here, the refraction lens effect refers to an effect of refracting incident light by causing liquid crystal molecules to continuously tilt in the thickness direction of the liquid crystal layer and continuously change the refractive index of the liquid crystal layer. Further, the diffraction grating effect means that the extraordinary refractive index n e and the ordinary refractive index n o of liquid crystal molecules regularly and alternately appear in the liquid crystal plane to form a diffraction grating in the liquid crystal layer, resulting in parallel light. Refers to the effect of scattering. Light scattering due to such refraction lens effect and diffraction grating effect is
It can be obtained by forming a wall-shaped molecular array at the boundary of the seeds or more in the direction of the electric field.

【0021】本発明のLCDの一画素における分子配列
構造の一例を図1(b)に示す。この図1(b)に示す
分子配列構造は、スプレイ配列およびそれに捩じれを加
えた分子配列であり、なおかつ上下基板表面における液
晶分子プレチルト角が上下でほぼ等しいことを特徴とし
ている。また電圧を印加した場合の分子配列構造を示し
ている。すなわち、上、下基板11、12にそれぞれ画
素単位で複数のストライプを形成する電極13、14を
配置し、各電極の導電部13a、14aと非導電部13
b、14bを等間隔とし、 1/2ピッチずらして対向させ
る。上、下配向膜15、16の配向方向を同じ方向と
し、液晶層20の液晶分子Mをスプレイ配列としてい
る。
An example of the molecular arrangement structure in one pixel of the LCD of the present invention is shown in FIG. 1 (b). The molecular arrangement structure shown in FIG. 1B is a splay arrangement and a twisted molecular arrangement, and is characterized in that the liquid crystal molecule pretilt angles on the upper and lower substrate surfaces are substantially equal in the vertical direction. Also, the molecular arrangement structure when a voltage is applied is shown. That is, the electrodes 13 and 14 forming a plurality of stripes are arranged on the upper and lower substrates 11 and 12 in pixel units, and the conductive portions 13a and 14a and the non-conductive portion 13 of each electrode are arranged.
b and 14b are arranged at equal intervals and are offset by 1/2 pitch so as to face each other. The alignment directions of the upper and lower alignment films 15 and 16 are the same, and the liquid crystal molecules M of the liquid crystal layer 20 are in a splay alignment.

【0022】上下電極13、14に電圧を印加すると、
横方向電界eが発生する。こうした分子配列では電界の
印加の仕方によってはその分子のチルト方向が図示する
ごとく、 2方向となる。これは電圧を印加しない状態で
の液晶分子配列が液晶層の上半分と下半分で対称な形を
していることによっている。つまりは、液晶分子のチル
ト方向が 2以上の自由度をもっていることによる。よっ
て、電圧を印加すると図示するように、分子のチルト方
向の境界部(図中DL)にウォールライン(本発明で
は、電界印加時に発生する発生するメモリー性の強い一
般的な意味でのディスクリネーションと区別するために
「ウォール」と称する。)を発生させることができ、入
射光を散乱させる機能を得ることができる。このよう
に、液晶分子のチルト方向が 2以上の自由度をもたせる
には図1(b)の分子配列構造の他、たとえば、液晶組
成物として負の誘電率異方性をもつネマティック液晶組
成物を用い、液晶分子配列を上下基板におけるプレチル
ト角が90°である完全な垂直配列としても同様の効果を
得ることができる。この場合、液晶分子のチルトダウン
方向の自由度が 2以上となる。
When a voltage is applied to the upper and lower electrodes 13 and 14,
A lateral electric field e is generated. In such a molecular arrangement, the tilt directions of the molecules are two directions as shown in the figure depending on how the electric field is applied. This is because the liquid crystal molecule arrangement in the state where no voltage is applied is symmetrical between the upper half and the lower half of the liquid crystal layer. In other words, it is because the tilt direction of liquid crystal molecules has two or more degrees of freedom. Therefore, when a voltage is applied, as shown in the drawing, a wall line (in the present invention, a discriminant in a general sense having a strong memory property that occurs when an electric field is applied, is generated at a boundary portion (DL in the drawing) of a molecule. A "wall" is generated to distinguish it from a nation, and a function of scattering incident light can be obtained. Thus, in order to give the liquid crystal molecules a tilt direction of two or more degrees of freedom, in addition to the molecular arrangement structure of FIG. 1 (b), for example, a nematic liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy as a liquid crystal composition is used. The same effect can be obtained by using, and the liquid crystal molecule array is a completely vertical array in which the pretilt angles of the upper and lower substrates are 90 °. In this case, the degree of freedom in the tilt-down direction of liquid crystal molecules is 2 or more.

【0023】いずれにせよ、このように液晶分子が電圧
を印加していない状態で実効的に一様な分子配列であ
り、液晶分子のチルトアップ方向、もしくはチルトダウ
ン方向の自由度が 2以上である液晶分子配列に対し、斜
め電界が微細な領域毎に相反する 2方向以上に印加され
るように考慮した電極であれば、前述した問題を解決し
た優れた表示性能を得ることができる。
In any case, the liquid crystal molecules have an effectively uniform molecular arrangement in the state where no voltage is applied, and the degree of freedom in the tilt-up direction or the tilt-down direction of the liquid crystal molecules is 2 or more. With respect to a certain liquid crystal molecule arrangement, an electrode in which an oblique electric field is applied so as to be applied in two or more directions which are contradictory to each other in a fine region can obtain excellent display performance by solving the above-mentioned problems.

【0024】ここで斜め電界を有効に実現するために
は、非導電体部の最も狭い部分の幅をSとし、対向配置
された両基板の電極間隔をDとしたとき、D≧S/2 の
関係が満たされていることが必要条件となる。以下、そ
の理由を図2により説明する。図2は本発明に用いる電
極構造の一断面図である。図2において、最も弱い電界
はEsであり、この電界強度が斜め電界の強弱を決め
る。そして、この斜め電界強度の大きさにより屈折レン
ズ効果や回折格子効果に影響を与える液晶分子の配列が
制御される。実験の結果、Esの電界強度がEvの
1/2 /2以上において有効に光制御できることが分か
った。よってEs≧(2 1/2 /2)Evが必要条件と
なり、これを実現するにはD≧S/2 となる。Dおよび
Sをこの範囲で設定すれば、Sの領域にある液晶分子も
必要十分に電界により制御され、チルト方向や配列方位
を制御することができる。
Here, in order to effectively realize the oblique electric field, when the width of the narrowest part of the non-conductor part is S and the electrode interval between both substrates arranged opposite to each other is D, D ≧ S / 2 The requirement is that the relationship of is satisfied. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of an electrode structure used in the present invention. In FIG. 2, the weakest electric field is Es, and this electric field strength determines the strength of the oblique electric field. The magnitude of the oblique electric field intensity controls the alignment of liquid crystal molecules that affect the refractive lens effect and the diffraction grating effect. As a result of the experiment, the electric field strength of Es is 2 of Ev.
It was found to be effectively optically controlled at 1/2 / 2 or more. Therefore Es ≧ (2 1/2 / 2) Ev is required conditions, the D ≧ S / 2 to achieve this. By setting D and S in this range, the liquid crystal molecules in the S region can be controlled sufficiently and sufficiently by the electric field, and the tilt direction and the alignment direction can be controlled.

【0025】本発明は、液晶をユニフォームツイスト配
列させない場合に、横電界成分をもつ印加電圧の有無に
よって液晶分子の向きが変化することを利用して光散乱
効果を高めるようにしたものである。このため、電極の
微小領域内に導電体部と非導電体部を形成し、基板間
で、液晶層を挟んで相対向する一方の電極の導電体部と
他方の電極の非導電体分を対面させたものである。
The present invention is intended to enhance the light scattering effect by utilizing the fact that the orientation of liquid crystal molecules changes depending on the presence or absence of an applied voltage having a lateral electric field component when the liquid crystal is not arranged in a uniform twist arrangement. For this reason, a conductor portion and a non-conductor portion are formed in a minute region of the electrode, and the conductor portion of one electrode and the non-conductor portion of the other electrode which face each other across the liquid crystal layer are separated between the substrates. They are face-to-face.

【0026】本発明の作用を説明する前提として、プレ
チルト角、ユニフォームツイスト配列、非ユニフォーム
ツイスト配列について述べる。ネマティック液晶の分子
は細長い棒状をなしている。液晶分子が基板上のラビン
グした配向膜に接すると、その棒状分子の長軸が配向膜
表面の性質により一定方向に配向する。たとえば、配向
膜がポリイミド配向膜等の場合は、ラビングした方向に
沿って液晶分子長軸が並んで配向される。また、ポリス
チレン配向膜等の場合は、膜平面方向においてラビング
方向に直角な方向に液晶分子長軸が並ぶ。また、別の配
向処理の方法として配向膜を基板に蒸着する方法があ
る。基板面に対して酸化珪素をたとえば入射角85°で斜
めから蒸着すると、蒸着源の方向に液晶分子の長軸が向
く。
As a premise for explaining the operation of the present invention, a pretilt angle, a uniform twist arrangement, and a non-uniform twist arrangement will be described. The molecules of nematic liquid crystal are in the shape of elongated rods. When the liquid crystal molecules come into contact with the rubbed alignment film on the substrate, the long axis of the rod-shaped molecule is aligned in a certain direction due to the property of the alignment film surface. For example, when the alignment film is a polyimide alignment film or the like, the long axes of the liquid crystal molecules are aligned along the rubbing direction. Further, in the case of a polystyrene alignment film or the like, the long axes of liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the rubbing direction in the film plane direction. Another method of alignment treatment is to deposit an alignment film on a substrate. When silicon oxide is obliquely vapor-deposited on the substrate surface at an incident angle of 85 °, the long axes of the liquid crystal molecules are oriented in the direction of the vapor deposition source.

【0027】しかし、実際はこれらの配向処理におい
て、液晶分子Mは配向膜面Sに平行に配向されるのでは
なく、図3(a)のように配向膜面すなわち基板面Sに
対してチルト配向により、ある所定の角度α0 で起き上
がって配向している。この角度α0 はポリイミド配向膜
で約 1〜15°である。この基板面上において基板面と接
する液晶分子の長軸LAとのなす角α0 をプレチルト角
という。このとき、図3(a)に示されるように、液晶
分子長軸LAの基板から起き上がった端部をリーディン
グ部分L、基板側に接近する端部をトレーリング部分T
とすると、配列された液晶分子Mを説明上、図3(b)
のように、たとえば配向膜平面上にTからL方向への矢
印Rで表すこととする。
However, actually, in these alignment treatments, the liquid crystal molecules M are not aligned parallel to the alignment film surface S, but are tilt-aligned with respect to the alignment film surface, that is, the substrate surface S as shown in FIG. As a result, they are raised and oriented at a predetermined angle α 0 . This angle α 0 is about 1 to 15 ° for the polyimide alignment film. The angle α 0 formed by the long axis LA of the liquid crystal molecules in contact with the substrate surface on this substrate surface is called the pretilt angle. At this time, as shown in FIG. 3A, the end portion of the liquid crystal molecule long axis LA raised from the substrate is the leading portion L, and the end portion closer to the substrate side is the trailing portion T.
Then, for explanation of the aligned liquid crystal molecules M, FIG.
As described above, for example, the arrow R from the T direction to the L direction is represented on the plane of the alignment film.

【0028】図4(a)の例では、フロント基板すなわ
ち上基板11の分子配列をF(実線の矢印)となるよう
にして、リア基板すなわち下基板12の分子配列をR
(破線の矢印)となるように配向処理をした場合であ
り、各配列は基板平面上で逆方向すなわち 180°異なる
方向に向いている。この構成において、液晶分子が捩じ
れを有しないような誘電率異方性が正のネマティック液
晶(たとえばカイラル剤未混入)を充填すると、液晶分
子Mは図4(b)のように、上基板11から下基板12
にかけて、液晶層20の厚さ全長にわたって、一定かつ
一様な角度で配列する。一般に、このような分子配列を
ユニフォーム配列といい、従来のLCDの基本的な構成
である。この構成のLCDでは、液晶層に閾値電圧以上
の電圧すなわち駆動電圧が印加されると、両基板表面近
傍の液晶分子の傾く方向に準じて液晶分子Mが図5のよ
うに基板に対してほぼ垂直な方向に一様に配列する。
In the example of FIG. 4A, the molecular arrangement of the front substrate or upper substrate 11 is set to F (solid arrow), and the molecular arrangement of the rear substrate or lower substrate 12 is set to R.
This is the case where the alignment treatment is performed so as to be (the arrow of the broken line), and each array is oriented in the opposite direction, that is, the direction different by 180 ° on the substrate plane. In this structure, when a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy such that the liquid crystal molecules have no twist (for example, a chiral agent is not mixed) is filled, the liquid crystal molecules M become as shown in FIG. To lower substrate 12
Over the entire length of the liquid crystal layer 20, the liquid crystal layer 20 is arranged at a constant and uniform angle. Generally, such a molecular arrangement is called a uniform arrangement, which is a basic configuration of a conventional LCD. In the LCD having this configuration, when a voltage equal to or higher than the threshold voltage, that is, a drive voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules M are almost aligned with the substrates as shown in FIG. Arrange uniformly in the vertical direction.

【0029】図6は図4(a)の状態から、上基板11
を基準にして、下基板12を角θ(≦90°)捩じった状
態の場合を想定した図である。このときの分子配列がユ
ニフォーム配列を維持するには、両基板間で液晶が角ψ
だけ左回り(図中矢印の回転方向)に捩じれた配列をと
る必要があり、これを実現するには角ψだけ捩じれるよ
うに液晶材料を選定すればよい。このようにして得た分
子配列は捩じれたユニフォーム配列と呼ぶことができ、
この場合、この角ψをユニフォーム配列のツイスト角と
いう。ちなみに従来技術であるST−LCDはこのψを
90°〜 270°とした捩じれたユニフォーム配列をしてい
る。
FIG. 6 shows the upper substrate 11 from the state of FIG.
FIG. 6 is a view supposing a case where the lower substrate 12 is twisted at an angle θ (≦ 90 °) with reference to FIG. In order to maintain the uniform molecular alignment at this time, the liquid crystal has an angle ψ between both substrates.
It is necessary to take a twisted arrangement only in the counterclockwise direction (the direction of rotation of the arrow in the figure), and to realize this, the liquid crystal material should be selected so that it can be twisted by an angle ψ. The molecular array thus obtained can be called a twisted uniform array,
In this case, this angle ψ is called the twist angle of the uniform arrangement. By the way, in the conventional ST-LCD,
It has a twisted uniform arrangement of 90 ° to 270 °.

【0030】図7はψが 180°のST−LCDにおける
印加電圧に対するLCDの透過率の関係を示したもので
ある。この図から、ST−LCDはある電圧、つまり閾
値電圧Vth以上で透過率を急峻に変化することとなる。
このことから、ST型のLCDは閾値電圧以下の印加電
圧下では、電圧無印加の状態に近い分子配列をなしてい
ると考えられ、このST−LCDのように液晶の捩じれ
角が90°以上 270°以下のLCDの分子配列を定義する
ときは、この閾値電圧以下の印加電圧状態下(無印加
時)で定義することになる。また、こうした透過率−印
加電圧特性(図7の曲線)において、その特性の急峻性
を一般的には、透過率90%と10%となる印加電圧値の差
を透過率90%の印加電圧の値で割った値γで表す。この
構成のLCDでは、前述した捩じれのないユニフォーム
配列の場合と同様に液晶層に閾値電圧以上の電圧が印加
されると(電圧印加時)、両基板表面近傍の液晶分子の
傾く方向に準じて液晶分子Mが図5の配列を捩じったよ
うに基板に対してほぼ垂直な方向に配列する。
FIG. 7 shows the relationship between the transmittance of the LCD and the applied voltage in the ST-LCD having ψ of 180 °. From this figure, the ST-LCD rapidly changes the transmittance at a certain voltage, that is, at the threshold voltage V th or more.
From this, it is considered that the ST-type LCD has a molecular arrangement similar to that in which no voltage is applied under the applied voltage of the threshold voltage or less, and the twist angle of the liquid crystal is 90 ° or more like this ST-LCD. When defining the molecular arrangement of the LCD of 270 ° or less, it is defined under the applied voltage state below this threshold voltage (when no voltage is applied). Further, in such a transmittance-applied voltage characteristic (curve in FIG. 7), the steepness of the characteristic is generally expressed as a difference between applied voltages of 90% and 10%. It is represented by the value γ divided by the value of. In the LCD of this configuration, when a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the liquid crystal layer (when a voltage is applied) in the same manner as in the case of the twist-free uniform arrangement described above, the liquid crystal molecules in the vicinity of the surfaces of both substrates follow the tilt direction. The liquid crystal molecules M are arranged in a direction substantially perpendicular to the substrate as if twisting the arrangement of FIG.

【0031】図6からわかるように、ユニフォーム配列
のツイスト角ψは上基板の配向Fの液晶分子のトレーリ
ング部分TF を基準にして、下基板の配向Rの液晶分子
のリーディング部分LR までの角度を表している。ψ
は、図6のように左回りを+θと、図8のように右回り
を−θと 2通りに定義できる。
As can be seen from FIG. 6, the twist angle ψ of the uniform arrangement is based on the trailing portion T F of the liquid crystal molecules of the orientation F of the upper substrate and up to the leading portion L R of the liquid crystal molecules of the orientation R of the lower substrate. Represents the angle of. ψ
Can be defined as + θ for counterclockwise rotation and −θ for clockwise rotation as shown in FIG.

【0032】一方、図9(b)のような液晶分子の配列
も可能である。このような配列は、前述した図4(b)
の配列同様、捩じれを生じさせないネマティック液晶組
成物を図9(a)の構成下に維持すれば達成できる。
On the other hand, an arrangement of liquid crystal molecules as shown in FIG. 9B is also possible. Such an arrangement is shown in FIG.
Similar to the arrangement of (1), it can be achieved by maintaining the nematic liquid crystal composition which does not cause twist in the structure of FIG. 9 (a).

【0033】こうした分子配列は、上下基板の分子配列
F、Rが同方向にあり、図9(b)のように、分子配列
は液晶分子のチルト角が上基板11のプレチルト角α0
から徐々に角度が減少し、液晶層厚dの中点d/2 で基
板11と平行になった後、下基板12のプレチルト角α
0 に至るまで逆の角度に傾いていくようになっているも
のである。すなわち、リーディング部分LF 、LR が互
いに近接し、トレーリング部分TF 、TR が互いに離れ
て配列する。このような非ユニフォーム配列をスプレイ
配列という。
In such a molecular arrangement, the molecular arrangements F and R on the upper and lower substrates are in the same direction. As shown in FIG. 9B, in the molecular arrangement, the tilt angle of liquid crystal molecules is the pretilt angle α 0 of the upper substrate 11.
After that, the angle gradually decreases, and after the liquid crystal layer thickness d becomes parallel to the substrate 11 at the midpoint d / 2, the pretilt angle α of the lower substrate 12
It is designed to incline in the opposite angle until it reaches 0 . That is, the leading portions L F and L R are arranged close to each other, and the trailing portions T F and T R are arranged apart from each other. Such a non-uniform array is called a spray array.

【0034】つぎに、このスプレイ配列に前述したユニ
フォーム配列同様、捩じれを加えた構造を得ることを考
える。図10のように、図6のユニフォーム配列と同じ
く上基板11の配向Fに対して下基板12の配向Rをθ
だけ交差した状態でスプレイ配列とすることを考える
と、図10に示すように、上基板11の配向Fのトレー
リング部分TF から下基板の配向Rのトレーリング部分
R とのなす角度で液晶分子が捩じれていなければなら
ないこととなる。スプレイ配列におけるこのツイスト角
をωとすると、図10の左回りにωをとると、ωは正で
あるから、スプレイ配列ツイスト角ωLは(θ+ 180
°)となり、右回りにωをとるとωは負であるから、ス
プレイ配列ツイスト角ωRはその補角である(θ− 180
°)となる。また、図11のような構成を考えると、右
回りにωをとると、ωは負であるから、スプレイ配列ツ
イスト角ωRは(−θ− 180°)となり、左回りにωを
とると、ωは正であるから、スプレイ配列ツイスト角ω
Lはその補角である(−θ+180°)となる。
Next, it is considered to obtain a structure in which a twist is added to this splay arrangement as in the uniform arrangement described above. As shown in FIG. 10, the orientation R of the lower substrate 12 is θ with respect to the orientation F of the upper substrate 11 as in the uniform arrangement of FIG.
Considering that the splay alignment on and intersecting only, as shown in FIG. 10, at an angle from the trailing portion T F of orientation F of the upper substrate 11 and the trailing portion T R of the orientation R of the lower substrate The liquid crystal molecules must be twisted. Assuming that this twist angle in the splay array is ω, if ω is taken counterclockwise in FIG. 10, ω is positive, so the splay array twist angle ωL is (θ + 180
), And when ω is taken clockwise, ω is negative, so the splay array twist angle ωR is its complementary angle (θ − 180
°). Further, considering the configuration as shown in FIG. 11, when ω is taken clockwise, ω is negative, so the splay array twist angle ωR is (−θ−180 °), and when ω is taken counterclockwise, Since ω is positive, the splay array twist angle ω
L is its complementary angle (-θ + 180 °).

【0035】このように図10、11の構成では、スプ
レイ配列ツイスト角ωは(±θ+180 °)と(±θ−18
0 °)の 4通りのツイスト状態のいずれかをとることが
できる。以上のようにスプレイ配列においても、ユニフ
ォーム配列時のツイスト角ψの+θ、−θに対応して、
それぞれ捩じれ配列が実現できる。
As described above, in the configurations of FIGS. 10 and 11, the splay array twist angle ω is (± θ + 180 °) and (± θ-18).
It can take one of four twist states (0 °). As described above, even in the splay arrangement, corresponding to + θ and −θ of the twist angle ψ in the uniform arrangement,
A twist arrangement can be realized in each case.

【0036】図10、図11で説明した各ωは、ユニフ
ォームツイスト配列をさせた場合のツイスト角ψを考え
ると、それぞれψ=+θ、−θとなり、角θが 0≦θ≦
90°の範囲では、ψが±θのとき捩じれたスプレイ配列
を実現するには、そのツイスト角ωがそれぞれ(±θ+
180 °)、(±θ−180 °)でなければ成立しないこと
を意味する。この場合にωの取り得る値の範囲は、ω=
|θ±180 °|=90°〜 270°となり、このツイスト角
は従来のST−LCDの実用解と一致する。つまり、捩
じれたスプレイ配列であって、従来のST−LCDのツ
イスト角に等しいツイスト角を得ることを考えると、ユ
ニフォーム配列のツイスト角ψが±θであって液晶のツ
イスト角ωが(±θ+180 °)または(±θ−180 °)
となる。この構成が本発明のLCDの第1の特徴とな
る。こうしたスプレイ配列は、上下基板表面における液
晶分子の傾く方向(プレチルト方向)が、上基板、下基
板それぞれの表面の液晶分子同士が逆の方向になる。し
たがって、液晶層全体でみると、電圧を印加したときの
液晶分子のチルト方向は上基板または下基板表面のチル
ト方向に依存するため 2通りあることになる。 このた
め、斜め電界が 2通りの方向に印加された場合、液晶分
子は容易に 2通りの方向にチルトすることができ、本発
明の効果である光散乱効果を容易に得ることができるわ
けである。
Each ω described in FIGS. 10 and 11 is ψ = + θ, −θ, considering the twist angle ψ in the case of uniform twist arrangement, and the angle θ is 0 ≦ θ ≦
In the 90 ° range, in order to realize a twisted splay arrangement when ψ is ± θ, the twist angle ω is (± θ +
180 °), (± θ−180 °), it means that it does not hold. In this case, the range of possible values of ω is ω =
| Θ ± 180 ° | = 90 ° to 270 °, and this twist angle agrees with the practical solution of the conventional ST-LCD. That is, considering that the twist angle is equal to the twist angle of the conventional ST-LCD in the twisted splay arrangement, the twist angle ψ of the uniform arrangement is ± θ and the twist angle ω of the liquid crystal is (± θ + 180 °) or (± θ−180 °)
Becomes This configuration is the first feature of the LCD of the present invention. In such a spray arrangement, the liquid crystal molecules on the surfaces of the upper and lower substrates are tilted (pretilt direction) in opposite directions to each other on the surfaces of the upper and lower substrates. Therefore, in the liquid crystal layer as a whole, there are two tilt directions of liquid crystal molecules when a voltage is applied, because they depend on the tilt direction of the upper or lower substrate surface. Therefore, when the oblique electric field is applied in two directions, the liquid crystal molecules can be easily tilted in two directions, and the light scattering effect which is the effect of the present invention can be easily obtained. is there.

【0037】反対に前記ユニフォーム配列を用いた場
合、プレチルト方向は上下基板とも実効的に同一方向と
なるので、分子配列上は 1通りのチルト方向しか得るこ
とができない。このため、液晶分子を 2通りの方向にチ
ルトさせるには、極めて強い斜め電界を印加する必要が
あり、実用的でない。ユニフォーム配列では、発明者等
の実験結果によると、本実施例の電極構成によっても60
V以上の電圧を印加しなければウォールによる光散乱効
果が得られない。
On the contrary, when the uniform arrangement is used, the pretilt directions are effectively the same in the upper and lower substrates, and therefore only one tilt direction can be obtained in the molecular arrangement. Therefore, in order to tilt the liquid crystal molecules in two directions, it is necessary to apply an extremely strong oblique electric field, which is not practical. In the uniform arrangement, according to the results of experiments conducted by the inventors, the electrode configuration of the present embodiment is 60%.
The light scattering effect by the wall cannot be obtained unless a voltage of V or more is applied.

【0038】このように液晶分子配列上、液晶分子のチ
ルト方向が 2通りとなるものは、上述のスプレイ配列の
他、下記の 2通りである。一つは上下基板のプレチルト
角α0 が共に90°である完全な垂直配向の液晶分子配列
である。この場合、液晶組成物としては負の誘電率異方
性の材料を用いる。 この負の誘電率異方性を示す液晶
組成物に電圧を印加すると、液晶分子は電界方向と直交
する方向にチルトする。したがって、本発明による電極
構成のように 2つの方向からなる斜め電界を印加する
と、液晶分子が 2方向にチルト(チルトダウン)する。
すなわち、上下基板のプレチルト角α0 が共に90°であ
ることは、上下基板表面の液晶分子に基板平面方向の方
向がないことを意味するため、チルト方向には全く制約
がない。この場合の液晶分子のチルト方向の自由度は無
限にある。
In addition to the above-mentioned splay alignment, there are the following two types in which the liquid crystal molecules have two tilt directions in the liquid crystal molecule alignment. One is a completely vertically aligned liquid crystal molecule arrangement in which the pretilt angles α 0 of the upper and lower substrates are both 90 °. In this case, a material having a negative dielectric constant anisotropy is used as the liquid crystal composition. When a voltage is applied to the liquid crystal composition exhibiting the negative dielectric anisotropy, the liquid crystal molecules tilt in the direction orthogonal to the electric field direction. Therefore, when an oblique electric field consisting of two directions is applied as in the electrode structure according to the present invention, the liquid crystal molecules are tilted in two directions.
That is, the pretilt angle α 0 of both the upper and lower substrates is 90 °, which means that the liquid crystal molecules on the surfaces of the upper and lower substrates have no direction in the plane direction of the substrate, and therefore there is no restriction on the tilt direction. In this case, the degree of freedom in the tilt direction of liquid crystal molecules is infinite.

【0039】他は負の誘電率異方性の液晶組成物を用い
て上下基板で液晶分子の垂直方向からの傾きが同一方向
のプレチルト方向を有する分子配列(一般にベンド配列
という)の場合である。この場合はチルトダウンする方
向が 2通り以上生じる。すなわち自由度が 2以上ある。
Another case is a case where a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is used and the upper and lower substrates have a molecular alignment (generally called a bend alignment) in which the liquid crystal molecules have the same pretilt direction from the vertical direction. . In this case, there are two or more tilt down directions. That is, there are two or more degrees of freedom.

【0040】しかし、負の誘電率異方性の液晶組成物を
用いても、液晶分子が垂直方向(90°)からやや傾い
て、上下基板でユニフォームチルト配列をなす場合は、
自由度が 1になってしまい、本発明の対象外である。
However, even when a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is used, when the liquid crystal molecules are slightly tilted from the vertical direction (90 °) and the upper and lower substrates form a uniform tilt arrangement,
The degree of freedom becomes 1, which is outside the scope of the present invention.

【0041】こうした本発明のLCDの分子配列を概念
的に示すと図12のようになる。この液晶分子の捩じれ
方向、捩じれ度合いは、液晶に混ぜるカイラル液晶剤の
種類、混合量により制御することができる。具体的な材
料としては、左回りカイラル剤にオクチル-2- オキシ -
4-(4´-n- ヘキシロキシ)-ベンゾール、たとえばS-811
(メルクジャパン社製)、右回りカイラル剤に4-シアノ
-4′-(2-メチルブチル)-ビフェニール、たとえばCB-15
(メルク・リミテッド社製)を挙げることができる。
The molecular arrangement of the LCD of the present invention is conceptually shown in FIG. The twisting direction and the twisting degree of the liquid crystal molecules can be controlled by the kind and mixing amount of the chiral liquid crystal agent mixed in the liquid crystal. Specific materials include counterclockwise chiral agents and octyl-2-oxy-
4- (4'-n-hexyloxy) -benzol, eg S-811
(Merck Japan), 4-cyano as a clockwise chiral agent
-4 '-(2-methylbutyl) -biphenyl, eg CB-15
(Manufactured by Merck Limited).

【0042】図12(a)から図12(f)は上下基板
11、12の表面の液晶分子の配向方向およびプレチル
ト角α0 が同一で、しかも液晶分子に捩じれのない状態
において、電極形状がそれぞれ異なる場合の分子配列へ
の影響を示すので、図12(a)ないし図12(c)は
電圧無印加時の状態、図12(d)ないし図12(f)
は電圧印加時の状態を表している。ここで、図12
(a)および図12(d)は上下基板の電極形状が等し
く液晶層厚方向にのみ電界が印加される状態を示してい
る。液晶分子は基板と平行になる分子の位置d0 を液晶
層厚dの中点に有しており、図12(d)に示すように
電極13、14に電源v0 から電圧を印加しても、その
位置は変わらない。図12(b)は下基板12の電極1
4を図中左半分に形成し、右半分は無電極領域とし、上
基板11の他方の電極13は図中右半分に形成し、左半
分は無電極領域としたもので、相互の電極13、14は
無電極領域に対面している。
12 (a) to 12 (f), the electrode shapes are the same when the alignment directions and pretilt angles α 0 of the liquid crystal molecules on the surfaces of the upper and lower substrates 11 and 12 are the same and the liquid crystal molecules are not twisted. 12 (a) to 12 (c) show the state when no voltage is applied, and FIGS. 12 (d) to 12 (f) show the influence on the molecular arrangement when they are different.
Indicates the state when voltage is applied. Here, FIG.
12A and 12D show a state in which the upper and lower substrates have the same electrode shape and an electric field is applied only in the liquid crystal layer thickness direction. The liquid crystal molecule has a molecular position d 0 parallel to the substrate at the midpoint of the liquid crystal layer thickness d, and a voltage is applied from the power supply v 0 to the electrodes 13 and 14 as shown in FIG. However, its position does not change. FIG. 12B shows the electrode 1 on the lower substrate 12.
4 is formed in the left half in the figure, the right half is an electrodeless area, the other electrode 13 of the upper substrate 11 is formed in the right half in the figure, and the left half is an electrodeless area. , 14 face the electrodeless region.

【0043】電圧v0 を印加すると、電極の相互のずれ
のために、液晶層に横電界成分をもつ電界が加わり、図
示の右上がりの矢印ER 成分をもつ電気力線eが発生す
るため、図12(e)に示すように、分子Mは急峻な右
上がりの分子配列になる。
When the voltage v 0 is applied, an electric field having a lateral electric field component is applied to the liquid crystal layer due to the mutual displacement of the electrodes, and an electric force line e having an upwardly rising arrow E R component shown in the drawing is generated. As shown in FIG. 12 (e), the molecule M has a steep and upward molecular arrangement.

【0044】一方、図12(c)は下基板12の電極1
4を図中右半分に形成し、左半分は無電極領域とし、上
基板11の他方の電極13は図中左半分に形成し、右半
分は無電極領域としたもので、相互の電極13、14は
無電極領域に対面している。図12(f)のように電圧
0 を印加すると、電極の相互のずれのために、液晶層
に横電界成分をもつ電界が加わり、図示の左上がりの矢
印EL 成分をもつ電気力線eが発生するため、液晶分子
Mの向きは急峻な左上がりの配列になる。すなわち、電
圧印加時の液晶分子の配列は横電界の形成に依存する。
On the other hand, FIG. 12C shows the electrode 1 of the lower substrate 12.
4 is formed in the right half of the drawing, the left half is an electrodeless region, the other electrode 13 of the upper substrate 11 is formed in the left half of the drawing, and the right half is an electrodeless region. , 14 face the electrodeless region. When the voltage v 0 is applied as shown in FIG. 12 (f), an electric field having a lateral electric field component is applied to the liquid crystal layer due to the mutual displacement of the electrodes, and an electric force line having an arrow E L component rising to the left in the figure is applied. Since e is generated, the orientation of the liquid crystal molecules M is a steep and upward array. That is, the alignment of the liquid crystal molecules when a voltage is applied depends on the formation of the lateral electric field.

【0045】そこで、本実施例を示す図1(a)のよう
に、上電極13を複数のストライプ状導電体部13aを
非導電体部13bを介して等間隔に配置した電極パター
ンとし、同様に下電極14を複数のストライプ状導電体
部14aを非導電体部14bを介して等間隔に配置した
パターンとして、これら電極を相対向させたときに、一
方の電極の導電体部13aまたは14aが他方の電極の
非導電体部14bまたは13bに対向するように基板間
に間隙を形成するように重ねる。この場合、上下基板の
液晶配向方向が同一方向になるようにラビング処理して
おく。この結果、無電圧印加時は、液晶はスプレイ配列
状態を整然と保持するが、電圧印加時は導電体部が上下
電極でずれているために、電極間に横電界成分をもつ斜
め電界が発生し、図示のように交互に傾斜方向を変えた
電気力線eを形成する。液晶分子Mは電気力線に沿って
起き上がり配列するから右上がり斜め電界と左上がり斜
め電界との境界で液晶配列が不連続となり、ウオールラ
インDLが発生する。
Therefore, as shown in FIG. 1A showing the present embodiment, the upper electrode 13 is formed into an electrode pattern in which a plurality of stripe-shaped conductor portions 13a are arranged at equal intervals through non-conductor portions 13b, and The lower electrode 14 has a pattern in which a plurality of stripe-shaped conductor portions 14a are arranged at equal intervals through the non-conductor portion 14b, and when these electrodes are opposed to each other, the conductor portion 13a or 14a of one electrode is formed. Overlap so as to form a gap between the substrates so as to face the non-conductor portion 14b or 13b of the other electrode. In this case, rubbing treatment is performed so that the liquid crystal alignment directions of the upper and lower substrates are the same. As a result, when no voltage is applied, the liquid crystal maintains the splay alignment state in an orderly manner, but when a voltage is applied, the conductor parts are displaced between the upper and lower electrodes, so that an oblique electric field having a transverse electric field component is generated between the electrodes. , The electric force lines e whose inclination directions are alternately changed are formed as shown in the drawing. Since the liquid crystal molecules M are raised and aligned along the lines of electric force, the liquid crystal alignment becomes discontinuous at the boundary between the obliquely upward electric field to the right and the obliquely upward electric field to the left, and a wall line DL is generated.

【0046】一画素内で電極の導電体部と非導電体部を
微細に多数形成すれば液晶分子の起き上がる方向が微細
に分割されるから、一画素内に多数のウオールラインを
発生することができて、この部分で光散乱を起こさせる
ことができる。光散乱領域は境界部を中心に幅 5ないし
30μm であるので、微細な領域の大きさをこの値の範囲
で一致させるように、またはそれよりも小さい値になる
ように分割すれば一画素全面において光を散乱すること
ができる。具体的には導電体部の最も広い部分の幅を50
μm 以下、非導電体部の最も広い部分の幅を50μm 以下
とするのが好ましい。また電圧を印加していない状態で
は液晶分子は全面連続的な配列をなすので、光透過状態
を得ることができる。したがって、本発明によれば、電
圧無印加時に光透過状態、電圧印加時に光散乱状態を得
る電界制御を行うことができる。
If a large number of conductive parts and non-conductive parts of electrodes are formed in one pixel, the rising direction of liquid crystal molecules is divided into minute parts, so that many wall lines can be generated in one pixel. It is possible to cause light scattering in this part. The light-scattering region has a width of 5 to 5 around the boundary.
Since the size is 30 μm, light can be scattered over the entire surface of one pixel by dividing the size of the fine regions so as to match within this value range or a value smaller than that. Specifically, set the width of the widest part of the conductor to 50
It is preferable that the width of the widest part of the non-conductive portion is 50 μm or less. Further, in the state where no voltage is applied, since the liquid crystal molecules are continuously arrayed over the entire surface, a light transmitting state can be obtained. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform electric field control to obtain a light transmission state when no voltage is applied and a light scattering state when a voltage is applied.

【0047】ここで、本発明は印加される電界の方向に
よって、液晶分子の傾く方向を制御しているので、上下
基板のプレチルト角が等しいことが望ましく、実用的に
は上下基板のプレチルト角の差を 0.5°以下にすること
が望ましい。
In the present invention, since the tilting direction of the liquid crystal molecules is controlled by the direction of the applied electric field, it is desirable that the upper and lower substrates have the same pretilt angle. It is desirable that the difference be 0.5 ° or less.

【0048】微視的に見ると、各領域における分子配列
変化は、分子配列の変化に等しく応答速度はこれに準じ
た値をとるため、応答速度は従来のユニフォームツイス
ト配列のTN−LCDやSTN−LCD、ホモジニアス
配列LCDよりもさらに速いことがわかっており、した
がって、本発明のLCDも極めて速い応答速度を得るこ
とになる。
Microscopically, the change in the molecular sequence in each region is equal to the change in the molecular sequence, and the response speed takes a value according to this. Therefore, the response speed is TN-LCD or STN of the conventional uniform twist array. -LCDs have been found to be even faster than homogeneously aligned LCDs, and therefore the LCDs of the present invention will also have very fast response speeds.

【0049】また、本発明のLCDは僅かな液晶分子配
列変化によって光透過状態と光散乱状態の 2状態を得る
ので、電気光学特性にヒステリシスを生じない。
Further, the LCD of the present invention obtains two states, a light transmitting state and a light scattering state, by a slight change in the alignment of the liquid crystal molecules, so that hysteresis does not occur in the electro-optical characteristics.

【0050】また、液晶の捩じれ角度( 0°を含む)の
違いによって、前述の領域の境界の分子配列状態の組み
合わせも異なるため、種々の組み合わせが可能となり、
電気光学特性の急峻なものや、なだらかなものなど、種
々実現可能である。ただし、捩じれ角を 270°よりも大
きくすると、電圧印加状態から無印加状態に切り換えた
時、電圧印加状態の分子配列をメモリーすることがあ
る。これは結果的に電気光学特性にヒステリシスを生じ
させることとなるので好ましくない。したがって、本発
明のLCDの液晶の捩じれ角は 0°ないし 270°とする
のがよい。
Further, since the combination of the molecular alignment states at the boundaries of the above-mentioned regions also differs depending on the twist angle (including 0 °) of the liquid crystal, various combinations are possible,
It is possible to realize various things such as one having steep electro-optical characteristics and one having gentle characteristics. However, if the twist angle is larger than 270 °, the molecular arrangement in the voltage applied state may be memorized when the voltage applied state is switched to the non-applied state. This is not preferable because it results in a hysteresis in the electro-optical characteristics. Therefore, the twist angle of the liquid crystal of the LCD of the present invention is preferably 0 ° to 270 °.

【0051】また、本発明のLCDを捩じれ角 0°で作
成し、直交した 2枚の偏光板間に各ラビング方向(セル
平面で考えて上下基板で同一方向である)と一方の偏光
板の吸収軸が平行となるように組み合わせると、散乱光
源を用いた場合でも透過型のディスプレイとなり得る。
この場合、複屈折効果を利用した光学モードとなり、前
述した透過率は低下するが、光透過状態を液晶層の光散
乱状態によって実現するため視角依存性が少ないといっ
た効果を得る。特に、階調表示をした際に表示が反転す
るような現象が生じないため、直視型のディスプレイと
して、従来のTN−LCD等より優れた表示特性を得る
ことができる。
Further, the LCD of the present invention was prepared with a twist angle of 0 °, and each rubbing direction (considering the cell plane, the upper and lower substrates are in the same direction) between two orthogonal polarizing plates and one polarizing plate. When combined so that the absorption axes are parallel, a transmissive display can be obtained even when a scattering light source is used.
In this case, an optical mode utilizing the birefringence effect is obtained, and the above-mentioned transmittance is lowered, but since the light transmission state is realized by the light scattering state of the liquid crystal layer, there is an effect that the viewing angle dependency is small. In particular, since a phenomenon such as display inversion does not occur when gradation display is performed, a display characteristic superior to that of a conventional TN-LCD or the like can be obtained as a direct-view display.

【0052】また、本発明のLCDは、液晶層の光散乱
状態を僅かな液晶分子配列変化によって実現することが
できるので、印加電圧は極めて小さい値となる。よっ
て、低電圧駆動が可能となるといった利点も得ることが
できる。
Further, in the LCD of the present invention, since the light scattering state of the liquid crystal layer can be realized by a slight change in the alignment of the liquid crystal molecules, the applied voltage becomes a very small value. Therefore, an advantage that low voltage driving is possible can be obtained.

【0053】つぎに請求項4、5、6に示す本発明のい
くつかの実施態様のLCDの電極構造、分子配列構造を
図13(a)から図13(c)、図14(a)から図1
4(c)および図15(a)から図15(c)により説
明する。図13(a)、図14(a)および図15
(a)は電極構造の概略を示す斜視図であって、図13
(b)、図14(b)および図15(b)は電極構造の
概略を示す断面図、図13(c)、図14(c)および
図15(c)は電界を印加した状態での液晶分子配列の
概略を示す断面図である。
Next, from FIG. 13 (a) to FIG. 13 (c) and FIG. 14 (a), the electrode structure and the molecular arrangement structure of the LCD of some embodiments of the present invention shown in claims 4 , 5 and 6 will be described. Figure 1
4 (c) and FIGS. 15 (a) to 15 (c). 13 (a), 14 (a) and 15
13A is a perspective view showing an outline of an electrode structure, and FIG.
(B), FIG. 14 (b) and FIG. 15 (b) are sectional views showing the outline of the electrode structure, and FIG. 13 (c), FIG. 14 (c) and FIG. 15 (c) show a state in which an electric field is applied. It is sectional drawing which shows the outline of a liquid crystal molecule arrangement.

【0054】また、図16は、微粒子を混入するか、ま
たは基板に短い突起を設けたLCDの構造を図13
(c)、図14(c)および図15(c)に示した実施
例に適用した場合の素子の断面構造を示した図である。
FIG. 16 shows that fine particles are mixed or not.
13 shows the structure of the LCD with short protrusions on the substrate .
16 (c), FIG. 14 (c) and FIG. 15 (c) are diagrams showing a cross-sectional structure of the device when applied to the embodiment shown in FIG.

【0055】各図において、ガラスなどからなる上下の
基板11、12の各対向面にそれぞれ 1画素単位毎にス
トライプ状の上下電極13、14が配置される。矢印F
は上基板11のラビング方向、矢印Rは下基板12のラ
ビング方向を示し、点線eは電源21(図13(a))
から上下電極13、14に電圧を印加した時に生じる電
気力線であり、Mはその時の液晶分子の配列を示す。D
Lは発生したウォールを示している。
In each figure, upper and lower substrates 11 and 12 made of glass or the like are provided with stripe-shaped upper and lower electrodes 13 and 14 for each pixel on opposing surfaces. Arrow F
Indicates the rubbing direction of the upper substrate 11, the arrow R indicates the rubbing direction of the lower substrate 12, and the dotted line e indicates the power source 21 (FIG. 13A).
Is a line of electric force generated when a voltage is applied to the upper and lower electrodes 13 and 14, and M indicates the alignment of liquid crystal molecules at that time. D
L indicates the generated wall.

【0056】図13(b)、図15(b)において、上
基板11側から基板法線方向に見た時の上電極13の幅
をFE、下電極14の幅をRE、これらの電極間の隙間
幅をSSとする。さらに、図14(b)において、上基
板11側から基板法線方向に見た時の上電極13が下電
極14と重ならない部分の幅をFE、下電極14が上電
極13と重ならない部分の幅をRE、これらの電極の重
複している部分の幅をEEとする。また、いずれの図に
おいても基板間間隙剤(スペーサ)等、本発明の特徴に
直接関係しない部材は省略してある。
In FIGS. 13B and 15B, the width of the upper electrode 13 when viewed from the upper substrate 11 side in the substrate normal direction is FE, and the width of the lower electrode 14 is RE. The width of the gap is SS. Further, in FIG. 14B, the width of a portion where the upper electrode 13 does not overlap the lower electrode 14 when viewed in the substrate normal direction from the upper substrate 11 side is FE, and the width where the lower electrode 14 does not overlap the upper electrode 13 is FE. Is denoted by RE, and the width of the overlapping portion of these electrodes is denoted by EE. Further, members not directly related to the features of the present invention, such as inter-substrate gap agents (spacers), are omitted in any of the drawings.

【0057】さらに、本発明の図13(a)から図15
(c)、および図1(b)はともに液晶の分子配列がい
わゆるスプレイ配列とした場合の形状を示してある。図
1の構成は、図示のように上下基板間で導電部と非導電
部が互いに対向し、かつ両基板において前記導電部と非
導電部が交互に配列された構造となっている(こうした
電極構成を「入子」と定義する。)。
Further, FIGS. 13A to 15 of the present invention are shown.
Both (c) and FIG. 1 (b) show the shape when the molecular alignment of the liquid crystal is so-called splay alignment. The configuration of FIG. 1 has a structure in which conductive portions and non-conductive portions are opposed to each other between the upper and lower substrates as shown, and the conductive portions and non-conductive portions are alternately arranged on both substrates (such an electrode). The composition is defined as "nesting".)

【0058】図13(a)から図15(c)を図1
(b)と比較してわかるように、本発明の電極構造は、
図1(b)に示す「入子」の電極構造に対し、図13
(b)に示す構成は、上下基板間で導電部と非導電部が
互いに対向している部分(FEやREの部分)の間に、
上下基板とも非導電部となっているところ(SSの部
分)を設けた電極構造になっている。よって、このよう
に図13(b)に示すように上下基板の電極構造の断面
形状が、前記FE・SS・RE・SS・FE・SS・R
E・SS・FE・SS・…といった順で配列しているこ
とから便宜上、こうした電極構成を「隙間付き入子」と
定義する。
FIG. 13A to FIG. 15C are shown in FIG.
As can be seen by comparing with (b), the electrode structure of the present invention is
Compared to the “nested” electrode structure shown in FIG.
In the configuration shown in (b), between the upper and lower substrates, between the portions (FE and RE portions) where the conductive portion and the non-conductive portion face each other,
The upper and lower substrates have an electrode structure in which a non-conductive portion (SS portion) is provided. Therefore, as shown in FIG. 13B, the cross-sectional shape of the electrode structure of the upper and lower substrates is thus FE / SS / RE / SS / FE / SS / R.
Since the electrodes are arranged in the order of E, SS, FE, SS, ... For the sake of convenience, such an electrode configuration is defined as “gap with a gap”.

【0059】また、図14(b)に示すものは上下基板
間で導電部と非導電部が互いに対向している部分(FE
やREの部分)の間に上下基板とも導電部となっている
重なったところ(EEの部分)を設けた電極構造となっ
ている。よって、このように図14(b)に示すように
上下基板の電極構造の断面形状が、前記FE・EE・R
E・EE・FE・EE・RE・EE・FE・EE・…と
いった順で配列していることから便宜上、こうした電極
構成を「重複入子」と定義する。
Further, in the structure shown in FIG. 14B, a portion (FE) in which the conductive portion and the non-conductive portion are opposed to each other between the upper and lower substrates.
(RE portion) and the upper and lower substrates have an overlapping portion (EE portion) which is a conductive portion. Therefore, as shown in FIG. 14B, the cross-sectional shape of the electrode structure of the upper and lower substrates is thus FE / EE / R.
Since the electrodes are arranged in the order of E, EE, FE, EE, RE, EE, FE, EE, ..., For convenience, such an electrode configuration is defined as “overlap nesting”.

【0060】また、図15(b)に示すものは、図13
(b)の電極構造の変化形であり、素子平面方向での電
極形状がいわゆるストライプ状の形状をなしている場合
の電極構造である。つまり、図15(b)に示す電極構
造は導電部と非導電部の形状が直線形状をなして平行配
列している場合の電極構造を描いたものである。同様の
形状は図14の重複入子に対しても考えられるが、ここ
では図示を省略する。こうした、「隙間付き入子」、
「重複入子」の電極構造であり、かつ素子平面方向での
電極形状がいわゆるストライプ状の形状をなしている場
合の電極構造を、便宜上、「隙間付きストライプ入
子」、「重複ストライプ入子」と定義する。
Further, the one shown in FIG. 15B corresponds to the one shown in FIG.
It is a variation of the electrode structure of (b), and is an electrode structure in the case where the electrode shape in the element plane direction is a so-called stripe shape. That is, the electrode structure shown in FIG. 15B is an electrode structure in which the conductive portion and the non-conductive portion are linearly arranged in parallel. A similar shape is conceivable for the overlapping nest of FIG. 14, but the illustration is omitted here. This kind of "nesting with a gap",
For convenience, the electrode structure in which the electrode structure is “overlap nest” and the electrode shape in the element plane direction is a so-called stripe shape is described as “stripe nest with gap” and “stripe nest nest”. ".

【0061】逆に言えば図14(a)に示すように、本
発明にて提案するLCDは液晶分子配列が前述した特徴
を有しており、これに分子のチルト方位を著しく異なら
せる部分を多数設けるような電極構造であれば、電極構
造の平面的形状は図15(a)のような整然としたスト
ライプ形状にこだわる必要がないことを示している。に
もかかわらず、図15(a)のような「隙間付きストラ
イプ入子」、「重複ストライプ入子」の電極構成を本発
明の特徴の一つとしたのは、こうした電極構成が図14
(a)と異なった特徴を有することを見出だしたからで
ある。
Conversely, as shown in FIG. 14 (a), the LCD proposed in the present invention has the above-mentioned characteristics in the liquid crystal molecule arrangement, and the portion in which the tilt directions of the molecules are remarkably different is added to this. It is shown that in the case of a large number of electrode structures, the planar shape of the electrode structure does not need to stick to an orderly stripe shape as shown in FIG. Nevertheless, one of the features of the present invention is that the "striped nesting with a gap" and the "overlapping stripe nesting" as shown in FIG. 15A is one of the features of the present invention.
This is because it has been found that it has characteristics different from (a).

【0062】さて、これら、4つの特長をもった電極構
成のそれぞれの特長、およびその作用を説明する。図1
3(b)および図15(b)に示す「隙間付き入子」、
「隙間付きストライプ入子」はSSで示す非導電部を有
する分、「入子」と比較して斜め電界強度が弱くなる。
このことは、実用的に駆動電圧を若干高める半面、電気
光学特性をなだらかな曲線にする。よって、きめ細かな
階調表示をする場合に駆動が容易となる。また、SSで
示す非導電部を有する分、電極の上下基板間のアライメ
ント(合わせ)にマージンを設けることができ、生産性
が著しく向上する。また、図14(b)に示すような
「重複入子」、および「重複ストライプ入子」は「隙間
付き入子」、「隙間付きストライプ入子」や「入子」と
比較して低い印加電圧にて斜め電界を得ることができ
る。よって、実用的に駆動電圧を低くすることができ
る。しかし、法線方向にかかる電界成分がEEの部分に
生じるため、若干光散乱強度が低くなる。しかしなが
ら、「隙間付き入子」、「隙間付きストライプ入子」同
様、EEで示す導電部を有する分、電極の上下基板間の
アライメント(合わせ)にマージンを設けることがで
き、生産性が著しく向上する。
Now, each of the features of the electrode configuration having these four features and its action will be described. Figure 1
3 (b) and "nest with gap" shown in FIG. 15 (b),
The "stripe insert with a gap" has a non-conductive portion indicated by SS, so that the oblique electric field strength becomes weaker than that of the "insert".
This makes the electro-optical characteristics a gentle curve, while slightly increasing the driving voltage practically. Therefore, driving becomes easy when fine gradation display is performed. In addition, a margin can be provided for the alignment (alignment) between the upper and lower substrates of the electrodes due to the presence of the non-conductive portion indicated by SS, and the productivity is remarkably improved. Also, "overlap nesting" and "overlap stripe nesting" as shown in FIG. 14 (b) are lower than "gap nesting", "gap stripe nesting" and "nesting". An oblique electric field can be obtained with a voltage. Therefore, the driving voltage can be lowered practically. However, since the electric field component applied in the normal direction is generated in the EE portion, the light scattering intensity is slightly lowered. However, as in the case of the "gap insert with gap" and the "stripe insert with gap", since the conductive portion indicated by EE is provided, a margin can be provided for the alignment (alignment) between the upper and lower substrates of the electrode, and the productivity is remarkably improved. To do.

【0063】また、「隙間付き入子」、「重複入子」に
比較して、「隙間付きストライプ入子」および「重複ス
トライプ入子」はウォール(図13(c)、図14
(c)、図15(c)のDLで示した配向不連続点)の
出現形状が図17に示すようなギザギザ形状となる。こ
の形状は直線形状と比較して光散乱強度を高めることと
なる。こうしたギザギザ形状は電極パターンが整然とし
たストライプ形状である程、よりギザギザとなることを
我々は種々の実験により確認している。このことから、
これら「隙間付きストライプ入子」および「重複ストラ
イプ入子」の電極構造は、結果的に強い光散乱強度を得
るといった特長をもつ電極構造であるといえる。
Further, as compared with "nesting with gap" and "overlapping nest", "stripe nesting with gap" and "overlapping stripe nesting" are walls (FIG. 13 (c), FIG. 14).
The appearance shape of (c) and the alignment discontinuity indicated by DL in FIG. 15C becomes a jagged shape as shown in FIG. This shape enhances the light scattering intensity as compared with the linear shape. We have confirmed by various experiments that such a jagged shape becomes more jagged as the electrode pattern has a more ordered stripe shape. From this,
It can be said that these "striped nesting with a gap" and "overlapping striped nesting" electrode structures have the feature of obtaining strong light scattering intensity as a result.

【0064】以上説明してきたように、これら種々の電
極構成は、それぞれ特長を有し、前述した従来の問題点
を解決しうる手段であるわけである。ここまでの説明で
は液晶の分子配列は捩じれを有さないスプレイ状の分子
配列にて説明したきたが、前述したように液晶分子のチ
ルト方向が 2以上の自由度をもつ分子配列であれば、同
様の効果を得ることは言うまでもない。
As described above, these various electrode configurations have respective characteristics and are means for solving the above-mentioned conventional problems. In the description so far, the molecular alignment of the liquid crystal has been described as a splay-like molecular alignment without twisting, but as described above, if the tilt direction of the liquid crystal molecules is a molecular alignment with two or more degrees of freedom, It goes without saying that the same effect can be obtained.

【0065】さて、これらの本発明の種々の電極構成、
分子配列にて前述したようなウォールを発生させた場
合、斜め電界が微細な領域毎に相反するように構成され
ているため、電圧を印加しつづけても液晶分子は、ウォ
ールが発生した状態の分子配列を維持しにくい。液晶分
子配列というものはあまり微細に配列形状を変化させる
ことが困難であるからである。つまりは、電界、磁界等
の外力のみでは、こうした困難な分子配列形態を維持す
る力が不足していることになる。こうした問題を解決す
るために、両基板間隙に液晶層厚方向の長さが液晶層厚
dより短い微粒子を混入させる。もしくは、液晶層厚方
向の高さが電極間隔D(この間隔は実質的に液晶層厚d
に等しい)より低い突起を前記両基板の少なくとも一方
に設けると解決することを我々は見出だした。
Now, these various electrode configurations of the present invention,
When the above-mentioned wall is generated in the molecular arrangement, the oblique electric fields are configured to be reciprocal in each fine region. Therefore, even if the voltage is continuously applied, the liquid crystal molecules are in the state in which the wall is generated. It is difficult to maintain the molecular arrangement. This is because it is difficult to change the arrangement shape of the liquid crystal molecule array so finely. In other words, the force for maintaining such a difficult molecular arrangement form is insufficient only by the external force such as the electric field and the magnetic field. In order to solve such a problem, fine particles having a length in the liquid crystal layer thickness direction shorter than the liquid crystal layer thickness d are mixed into the gap between both substrates. Alternatively, the height of the liquid crystal layer in the thickness direction is the electrode spacing D (this spacing is substantially the liquid crystal layer thickness d.
We have found that providing a lower protrusion (equal to) on at least one of the two substrates solves the problem.

【0066】図16はこの構成の概略を示す。図示する
ように、液晶層厚dより小さい微粒子22を加えた構造
からなる。このように、液晶層20中に微粒子、突起を
設けた場合、前記ウォールの出現場所にこの微粒子、突
起があれば、これらの存在によって、前述した微細に配
列形状を変化させ分子配列状態、つまりはウォールを多
数出現させた分子配列状態を維持することを見出だし
た。こうした微粒子、突起が、多数のウォールを維持す
る機能をもつことから「ウォール支持体」と称する。こ
のような機能を得る手段としては、本発明に示した方法
の他、液晶層厚に等しい大きさの微粒子を前記液晶層内
に必要以上に混入させる(つまりは基板間隙剤の混入)
ことによっても得られる。しかしながら、この場合、多
数のウォールを維持するためには、多数の基板間隙剤を
混入させる必要が生じ、光透過状態を得る時に悪影響を
及ぼす。具体的に述べると基板間隙剤による光散乱、お
よび基板間隙剤表面の液晶分子配向による光散乱の影響
である。本発明ではこれらの影響を低減させるため、前
記ウォール支持体として、液晶層厚dより小さいことを
特徴とする微粒子、突起を用いることとした。このよう
に液晶層厚dより小さい微粒子、突起を用いることによ
って、これらに起因した光散乱は問題のないレベルとす
ることができることを、発明者等は実験により確認して
いる。
FIG. 16 shows the outline of this configuration. As shown in the figure, it has a structure in which fine particles 22 smaller than the liquid crystal layer thickness d are added. Thus, when the liquid crystal layer 20 is provided with fine particles or protrusions, if the fine particles or protrusions are present at the locations where the walls appear, the presence of these fine particles causes the finely-arranged shape to be changed, that is, the molecular alignment state, that is, Found that they maintained the molecular arrangement in which many walls appeared. Since such fine particles and projections have a function of maintaining a large number of walls, they are called "wall supports". As means for obtaining such a function, in addition to the method shown in the present invention, fine particles having a size equal to the thickness of the liquid crystal layer are mixed into the liquid crystal layer more than necessary (that is, a substrate gap agent is mixed).
It can also be obtained. However, in this case, in order to maintain a large number of walls, it is necessary to mix a large number of substrate gap agents, which adversely affects the light transmission state. Specifically, it is the influence of light scattering by the substrate interstitial agent and light scattering by the liquid crystal molecule alignment on the surface of the substrate interstitial agent. In the present invention, in order to reduce these influences, it has been decided to use, as the wall support, fine particles or protrusions having a thickness smaller than the liquid crystal layer thickness d. The inventors have confirmed through experiments that the light scattering caused by the fine particles and the projections smaller than the liquid crystal layer thickness d can be brought to a problem-free level.

【0067】なお、このウォール支持体の機能を得るも
のとして、前述した微粒子、突起の他に、TFT、MI
M基板に必然的に設けられる段差(配線電極や半導体層
の厚みにより生じる段差)自体も、前記段差近傍では同
様の機能を得ることを確認している。
In order to obtain the function of this wall support, in addition to the above-mentioned fine particles and protrusions, TFT, MI
It has been confirmed that the steps (steps caused by the thickness of the wiring electrodes and the semiconductor layer) inevitably provided on the M substrate have the same function in the vicinity of the steps.

【0068】さらに、図18、図19および図20にそ
の構成を示すように、上電極13または上電極13およ
び突起上に上透光性絶縁膜17、下電極または下電極お
よび突起上に下透光性絶縁膜18を形成することによ
り、電圧無印加時の透過率やコントラストを向上させる
ことができる。なお、これら透光性絶縁膜上に配向膜1
5、16が形成される。ただし、図20では下透光性絶
縁膜を設けない。電極13、14はITOでできてお
り、その屈折率は約 1.9で基板、配向膜、液晶層の約
1.5よりも高い。そこで、透光性絶縁膜の屈折率を電極
材料の屈折率と同等またはそれに近い値に選定する。実
用的には電極材料の屈折率の 0.9〜1.1 倍にするのが好
ましい。以下、その理由について説明する。図21に示
すように、ITOと他の材料すなわち基板11、12、
液晶層20の屈折率の差が大きい。一方、画素電極がI
TO導電体部13a、14aと非導電体部13b、14
bの微細な領域に分割されているため、画素電極内の導
電体部と非導電体部の屈折率差から光路が重なり光の干
渉が起こってしまう。したがって、このような光の干渉
をなくすことができれば、電圧無印加時の透過率やコン
トラストを向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 18, FIG. 19 and FIG. 20, the upper transparent insulating film 17 is formed on the upper electrode 13 or the upper electrode 13 and the protrusion, and the lower electrode is formed on the lower electrode or the lower electrode and the protrusion. By forming the translucent insulating film 18, it is possible to improve the transmittance and the contrast when no voltage is applied. The alignment film 1 is formed on these translucent insulating films.
5, 16 are formed. However, in FIG. 20, the lower translucent insulating film is not provided. The electrodes 13 and 14 are made of ITO and have a refractive index of about 1.9, which is about the same as that of the substrate, alignment film and liquid crystal layer.
Higher than 1.5. Therefore, the refractive index of the transparent insulating film is selected to be equal to or close to the refractive index of the electrode material. Practically, it is preferably 0.9 to 1.1 times the refractive index of the electrode material. The reason will be described below. As shown in FIG. 21, ITO and other materials, that is, the substrates 11 and 12,
The difference in the refractive index of the liquid crystal layer 20 is large. On the other hand, the pixel electrode is I
TO conductor portions 13a and 14a and non-conductor portions 13b and 14
Since it is divided into fine regions of b, the optical paths overlap due to the difference in refractive index between the conductor portion and the non-conductor portion in the pixel electrode, resulting in light interference. Therefore, if such light interference can be eliminated, it is possible to improve the transmittance and the contrast when no voltage is applied.

【0069】光の干渉は、画素電極材料と他の材料の屈
折率の差が大きく、かつ画素電極内で導電体部と非導電
体部が微細な領域に分割されているため、入射光が導電
体部と非導電体部で屈折される度合いが違うことにより
起こる。このため、画素電極間での光干渉を防ぐために
は、画素電極内で導電体部と非導電体部とで入射光を同
じように屈折させればよい。したがって、画素電極材料
とほぼ同じ屈折率を持つ透光性絶縁膜を画素電極の上に
塗布すれば、画素電極内の非導電体部に入射された光も
導電体部に入射された光と等しく光が屈折されるため
に、光の干渉を抑制することができる。画素電極は透光
性導電体、実用的にはITOで構成される。このため、
ITOとほぼ同じ屈折率を持つ透光性絶縁膜を用いれば
よい。すなわち、電極材料の屈折率の 0.9〜1.1 倍の範
囲であれば、光干渉による透過率の低下はほぼ生じな
い。また透光性絶縁膜の厚さは、ITOなどの透光性電
極層の厚さの 1/2以上であれば、十分な効果が得られ
る。
Light interference has a large difference in refractive index between the pixel electrode material and other materials, and since the conductive portion and the non-conductive portion are divided into fine regions within the pixel electrode, incident light is It occurs because the degree of refraction is different between the conductor and non-conductor parts. Therefore, in order to prevent light interference between the pixel electrodes, incident light may be refracted in the same manner between the conductor portion and the non-conductor portion in the pixel electrode. Therefore, if a translucent insulating film having a refractive index substantially the same as that of the pixel electrode material is applied on the pixel electrode, the light incident on the non-conductor portion in the pixel electrode is also changed to the light incident on the conductor portion. Since light is refracted equally, it is possible to suppress light interference. The pixel electrode is made of a translucent conductor, practically ITO. For this reason,
A translucent insulating film having a refractive index almost the same as that of ITO may be used. That is, within the range of 0.9 to 1.1 times the refractive index of the electrode material, there is almost no decrease in transmittance due to optical interference. If the thickness of the translucent insulating film is 1/2 or more of the thickness of the translucent electrode layer such as ITO, a sufficient effect can be obtained.

【0070】[0070]

【実施例】以下、本発明のLCDの実施例を図面を参照
して具体的に説明する。 実施例1 図1(a)は本実施例の上下電極のパターンを示す斜視
図、図1(b)は電極を相対向させた液晶セルの略断面
図である。ガラスでできた上基板11の一方の面全面に
ITOでできた透明共通電極13を形成し、その表面に
ポリイミドの上配向膜(AL-3046 、日本合成ゴム製)1
5を積層する。他方のガラスでできた下電極12の一面
にITOでできた画素電極14を形成し、その表面にポ
リイミドの下配向膜(AL-3046 、日本合成ゴム製)16
を積層する。 1画素の大きさが 300μm × 300μm であ
る画素電極14を画素単位でモザイク状に配置する。上
下配向膜15、16のプレチルト角は 3°である。
Embodiments of the LCD of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. Example 1 FIG. 1A is a perspective view showing a pattern of upper and lower electrodes of this example, and FIG. 1B is a schematic sectional view of a liquid crystal cell in which electrodes are opposed to each other. A transparent common electrode 13 made of ITO is formed on the entire surface of one surface of an upper substrate 11 made of glass, and an upper alignment film of polyimide (AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) on the surface 1
5 is laminated. A pixel electrode 14 made of ITO is formed on one surface of the lower electrode 12 made of the other glass, and a lower alignment film of polyimide (AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) 16 is formed on the surface thereof.
Are stacked. Pixel electrodes 14 each having a size of 300 μm × 300 μm are arranged in a mosaic pattern on a pixel-by-pixel basis. The pretilt angle of the upper and lower alignment films 15 and 16 is 3 °.

【0071】上電極13は 1画素毎に幅20μm の複数の
スリットすなわち非導電部13bを有して幅20μm の導
電部13aを40μm ピッチでストライプ状に配列したパ
ターンであり、 1画素 300μm 幅の中に 6本の導電部1
3aを形成する。相対する下電極14も同じく20μm 幅
の導電部14aと20μm 幅の非導電部14bを等間隔で
配置したパターンを有し、 300μm 幅内に 6本の導電部
14aを形成する。
The upper electrode 13 is a pattern in which a plurality of slits each having a width of 20 μm, that is, a non-conductive portion 13b, and conductive portions 13a having a width of 20 μm are arranged in a stripe pattern at a pitch of 40 μm, and each pixel has a width of 300 μm. 6 conductive parts in 1
3a is formed. The lower electrodes 14 facing each other also have a pattern in which a conductive portion 14a having a width of 20 μm and a non-conductive portion 14b having a width of 20 μm are arranged at equal intervals, and six conductive portions 14a are formed within a width of 300 μm.

【0072】これら電極の導電部は上下基板を相対させ
た状態で相互に20μm ずらしてあり、一方の電極の導電
部13aまたは14aが他方の電極の非導電部14bま
たは13bに対面する。下電極14はTFTスイッチン
グ素子19を有し、ゲート線23と信号線24に接続さ
れる。
The conductive parts of these electrodes are offset from each other by 20 μm with the upper and lower substrates facing each other, and the conductive part 13a or 14a of one electrode faces the non-conductive part 14b or 13b of the other electrode. The lower electrode 14 has a TFT switching element 19 and is connected to the gate line 23 and the signal line 24.

【0073】上下配向膜15、16の配向方向F、Rは
図示のように電極の導電部に直交するように、かつ同一
方向となるように設定する。また上下基板の間隙を10μ
m とし液晶セルを形成する。この基板間隙に誘電率異方
性が正のネマティック液晶(ZLI-3926、メルクジャパン
製)を充填し、液晶層20とする。この液晶は複屈折率
(△n)が0.2030と大きい。この複屈折率(△n)が大
きいことと、10μmと層厚の厚い液晶層を選択すること
によりLCDの光散乱性を高めることができる。
The alignment directions F and R of the upper and lower alignment films 15 and 16 are set so as to be orthogonal to the conductive parts of the electrodes as shown and to be in the same direction. In addition, the gap between the upper and lower substrates is 10μ
m to form a liquid crystal cell. A nematic liquid crystal (ZLI-3926, manufactured by Merck Japan) having a positive dielectric anisotropy is filled in the gap between the substrates to form a liquid crystal layer 20. This liquid crystal has a large birefringence (Δn) of 0.2030. By increasing the birefringence (Δn) and selecting a liquid crystal layer having a large thickness of 10 μm, the light scattering property of the LCD can be enhanced.

【0074】このようにして得られた本発明のLCDに
TFT19を介して電源21から電圧を印加して電気光
学特性(透過率−印加電圧曲線)を測定した。電圧印加
により、電極間に横電界成分をもつ電界が発生し、 1画
素の微小な範囲で横電界成分の方向が変化するから、液
晶層20の液晶分子Mが電界に応じて配列を変化する。
したがって、液晶配列の境に多数のウォールラインDL
が発生して光散乱状態を作り出す。
A voltage was applied from the power source 21 to the LCD of the present invention thus obtained through the TFT 19 to measure the electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve). When a voltage is applied, an electric field having a lateral electric field component is generated between the electrodes, and the direction of the lateral electric field component changes in a minute range of one pixel. Therefore, the liquid crystal molecules M of the liquid crystal layer 20 change their arrangement according to the electric field. .
Therefore, a large number of wall lines DL are arranged at the boundary of the liquid crystal alignment.
Occurs and creates a light scattering state.

【0075】透過率−印加電圧曲線を求めるために、L
CDにHe −Ne レーザー光を入射させ透過率を測定し
た。測定結果を図23に示す。なお光のスポット径は2m
m で、透過したレーザー光はLCDから距離20cmのとこ
ろにあるフォトダイオードにより検出した。また印加電
圧は 0Vから徐々に 5Vまで増加させ、その後 5Vから
徐々に 0Vまで減少させた。電圧を印加していない状態
( 0V印加)では透過率約80%と、明るい透過率特性を
示した。また、印加電圧 2.8Vでは最小透過率0.4%
と、良好な光散乱状態が得られた。また、図23から明
らかなように電気光学特性にヒステリシスは全くなかっ
た。また、印加電圧 2.8Vおよび 0Vにて、応答速度を
測定したところ立ち上がり7msec 、立ち下がり25msecと
極めて速い値を得た。
To obtain the transmittance-applied voltage curve, L
A He-Ne laser beam was incident on the CD and the transmittance was measured. The measurement result is shown in FIG. The spot diameter of light is 2m
At m 2, the transmitted laser light was detected by a photodiode at a distance of 20 cm from the LCD. The applied voltage was gradually increased from 0V to 5V, and then gradually decreased from 5V to 0V. When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 80%, showing a bright transmittance characteristic. At an applied voltage of 2.8 V, the minimum transmittance is 0.4%.
Then, a good light scattering state was obtained. Further, as is clear from FIG. 23, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Further, when the response speed was measured at applied voltages of 2.8 V and 0 V, a very fast value of 7 msec for rising and 25 msec for falling was obtained.

【0076】実施例2 図22(a)および図22(b)に本実施例を示す。図
22(a)に示すように、上電極13の導電部13cお
よび非導電部13dと下電極14の導電部14aおよび
非導電部14bとのパターンが 1画素内で直交してい
る。この導電部のパターン以外は実施例1と同じ構成で
ある。ここに実施例1と同番号の部分は同一部分を示
す。ただし、液晶層は誘電率異方性が正の液晶(ZLI-39
26、メルクジャパン製)に左捩じれのカイラル剤(S-81
1 、メルクジャパン製)を添加した液晶組成物を用い
た。また図22(b)に示すように、上下基板の配向方
向F、Rを 180°ずらし、液晶分子を 180°捩じれのス
プレイ配列とした。
Example 2 This example is shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b). As shown in FIG. 22A, the patterns of the conductive portion 13c and the non-conductive portion 13d of the upper electrode 13 and the conductive portion 14a and the non-conductive portion 14b of the lower electrode 14 are orthogonal to each other in one pixel. The structure is the same as that of the first embodiment except for the pattern of the conductive portion. Here, the parts having the same numbers as in Example 1 represent the same parts. However, the liquid crystal layer has a positive dielectric constant anisotropy (ZLI-39
26, manufactured by Merck Japan Ltd., a left-handed chiral agent (S-81
1, a product of Merck Japan) was used. In addition, as shown in FIG. 22B, the alignment directions F and R of the upper and lower substrates were shifted by 180 °, and the liquid crystal molecules were arranged in a splay arrangement in which they were twisted by 180 °.

【0077】この構造においては、上下電極13、14
の導電部13c、14aが重なる領域と、一方の電極の
導電部13cまたは14aが他の電極の非導電部14b
または13dと対面する領域が生じる。しかし、電圧印
加時に生じる横電界成分が複雑に発生して液晶分子配列
を乱すように作用する。このため、 1画素の微小領域内
で充分な光散乱を非常に速い応答性で得ることができ
る。
In this structure, the upper and lower electrodes 13, 14
Area where the conductive portions 13c and 14a overlap with each other, and the conductive portion 13c or 14a of one electrode is a non-conductive portion 14b of the other electrode.
Alternatively, a region facing 13d is generated. However, a lateral electric field component generated when a voltage is applied is complicatedly generated and acts to disturb the alignment of liquid crystal molecules. Therefore, sufficient light scattering can be obtained in a very small area of one pixel with a very fast response.

【0078】実施例3 図24(a)は本実施例において、電極を相対向させた
液晶セルの略断面図、図24(b)は 1画素領域の上電
極パターンを、図24(c)は 1画素領域の下電極パタ
ーンを示す。図24(a)および図24(b)に示すよ
うに、上基板11として各画素に屈曲ストライプパター
ンの非導電部13bと導電部13aからなるITOの共
通電極13を形成したガラス基板を用いる。なお、非画
素部全域にクロムからなるブラックマトリクスを形成す
る。図24(a)および図24(c)に示すように、下
基板12として各画素に屈曲ストライプパターンの非導
電部14bと導電部14aからなるITOの共通電極1
4およびTFTからなるスイッチング素子を形成したガ
ラス基板を用いる。図24(b)に示す上電極パターン
は、ストライプ延長方向に直交する方向の導電部の幅を
5μm 、導電部の山−山間の幅を10μm、非導電部の幅
を10μm とした。また図24(c)に示す下電極パター
ンは、導電部の幅を 5μm 、非導電部の幅を10μm とし
た。
Example 3 FIG. 24 (a) is a schematic sectional view of a liquid crystal cell in which electrodes are opposed to each other in this example, FIG. 24 (b) shows an upper electrode pattern of one pixel region, and FIG. Shows the lower electrode pattern of one pixel area. As shown in FIGS. 24A and 24B, as the upper substrate 11, a glass substrate in which a common electrode 13 of ITO including a non-conductive portion 13b having a bent stripe pattern and a conductive portion 13a is formed in each pixel is used. A black matrix made of chrome is formed over the entire non-pixel portion. As shown in FIGS. 24 (a) and 24 (c), a common electrode 1 of ITO, which is composed of a non-conductive portion 14b and a conductive portion 14a having a bent stripe pattern in each pixel as the lower substrate 12, is formed.
4 and a glass substrate on which a switching element composed of TFT is formed is used. The upper electrode pattern shown in FIG. 24B has the width of the conductive portion in the direction orthogonal to the stripe extension direction.
The width between the peaks of the conductive portion was 10 μm, and the width of the non-conductive portion was 10 μm. In the lower electrode pattern shown in FIG. 24 (c), the width of the conductive portion was 5 μm and the width of the non-conductive portion was 10 μm.

【0079】この基板の電極パターン上に配向膜15、
16(商品名SE-7120 、日産化学工業製)(プレチルト
角の測定値 6°)を形成し、その表面を図に示す方向
F、Rにラビング処理を施す。ついで、下基板側に基板
間隙剤として液晶層厚が 7.5μm となるよう微粒子(商
品名ミクロパールSP、積水ファインケミカル製)(粒
径 7.5μm )を分散密度 100個/mm2 となるよう乾式散
布法にて散布した後、これら基板間に誘電率異方性が正
の液晶組成物(商品名ZLI-3926、メルクジャパン製)
(△n=0.2030)を挟持して、前述した「隙間付き入
子」の電極構成からなる本実施例のLCDを得た。ここ
で、液晶層厚を厚くし、液晶組成物の誘電率異方性を大
きくしたのは、光散乱状態における光散乱性を高めるた
めである。
On the electrode pattern of this substrate, an alignment film 15,
16 (trade name SE-7120, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (measurement value of pretilt angle 6 °) is formed, and its surface is subjected to rubbing treatment in directions F and R shown in the figure. Next, dry particles were sprayed on the lower substrate side as a substrate gap agent so that the liquid crystal layer thickness was 7.5 μm (trade name Micropearl SP, manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) (particle size 7.5 μm) to a dispersion density of 100 particles / mm 2. Liquid crystal composition with positive dielectric anisotropy between these substrates after spraying by the method (trade name ZLI-3926, manufactured by Merck Japan)
By sandwiching (Δn = 0.3030), an LCD of this example having the above-mentioned “nested insert” electrode configuration was obtained. Here, the reason why the liquid crystal layer thickness is increased and the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition is increased is to enhance the light scattering property in the light scattering state.

【0080】このようにして得られたLCDにTFTを
介して電圧を印加して電気光学特性(透過率−印加電圧
曲線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図
27に示す。電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約80%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 3.1V− 3.9Vでは最小透過率 0.4%と、良好
な光散乱状態が得られた。また、図から明らかなように
電気光学特性にヒステリシスは全くなかった。また、印
加電圧 3.1Vおよび 0Vにて、応答速度を測定したとこ
ろ立ち上がり6msec 、立ち下がり18msecと極めて速い値
を得た。
A voltage was applied to the LCD thus obtained through a TFT, and the electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) were measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG. When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 80%, showing a bright transmittance characteristic. Also,
When the applied voltage was 3.1 V to 3.9 V, the minimum transmittance was 0.4%, and a good light scattering state was obtained. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Further, when the response speed was measured at an applied voltage of 3.1 V and 0 V, a very fast value of 6 msec for rising and 18 msec for falling was obtained.

【0081】つぎに、下基板のTFTを介して電圧を印
加して、前述したウォールの維持状態を偏光顕微鏡によ
る分子配列観察および透過率測定による光散乱状態測定
によって調べた。本実施例においては印加電圧 3.1Vを
印加しつづけた場合、1時間経過しても初期のウォール
配列を維持していることが確認された。
Next, a voltage was applied through the TFT of the lower substrate, and the maintenance state of the above-mentioned wall was examined by observing the molecular arrangement by a polarization microscope and measuring the light scattering state by the transmittance measurement. In this example, when the applied voltage of 3.1 V was continuously applied, it was confirmed that the initial wall arrangement was maintained even after 1 hour.

【0082】実施例4 実施例3と同じ基板11、12を用い、配向膜15、1
6に垂直配向処理用の処理剤(商品名ODS-E(Octadecylt
rietoxysilane アルコール溶液)、チッソ製)を用い、
基板を垂直配向処理した。ここで垂直配向処理は前述の
アルコール溶液に各基板を浸漬することによって行う。
得られたプレチルト角は上下基板とも90°であった。液
晶組成物として負の誘電率異方性を示すネマティック液
晶材料(商品名ZLI-4850(△n=0.208 )、メルクジャ
パン製)を用いること以外、実施例3同様の条件、材料
にて本実施例のLCDを得た。実施例3同様、諸特性を
測定したところ、図27に示すように実施例3とほぼ同
等の優れた結果を得た。 実施例5 図25(a)に上基板電極パターン、図25(b)に下
電極パターン図をそれぞれ示す。上基板として非画素部
全域にクロムからなるブラックマトリクスを形成し、波
形ストライプの導電部13aとこれより幅狭の非導電部
13bを各画素毎に形成した共通電極13をITOパタ
ーニングで被着したガラス基板を用いる。下基板として
上基板の非導電部13bよりも幅狭の非導電部14bを
有する導電部14aをもつ下電極14とTFT(図示し
ない)からなるスイッチング素子付きガラス基板を用い
た。ここに下基板を囲む領域14cは配線、TFT形成
領域である。 これらの基板を用いて、実施例3同様の
条件、材料を用いて前述した「重複入子」の電極構成か
らなる本発明のLCDを作製した。実施例3同様の方
法、条件にて、本実施例におけるLCDの電気光学特性
(透過率−印加電圧曲線)を測定した。図27にその結
果を示す。
Example 4 Using the same substrates 11 and 12 as in Example 3, alignment films 15 and 1 were used.
6 is a treatment agent for vertical alignment treatment (trade name ODS-E (Octadecylt
rietoxysilane alcohol solution), made by Chisso),
The substrate was vertically aligned. Here, the vertical alignment treatment is performed by immersing each substrate in the above alcohol solution.
The obtained pretilt angle was 90 ° for both the upper and lower substrates. This example was carried out under the same conditions and materials as in Example 3, except that a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy (ZLI-4850 (Δn = 0.208), manufactured by Merck Japan) was used as the liquid crystal composition. An example LCD was obtained. When various characteristics were measured in the same manner as in Example 3, excellent results substantially equivalent to those in Example 3 were obtained as shown in FIG. Example 5 FIG. 25A shows an upper substrate electrode pattern, and FIG. 25B shows a lower electrode pattern diagram. A black matrix made of chromium was formed on the entire non-pixel portion as an upper substrate, and a common electrode 13 in which a conductive portion 13a of a wavy stripe and a non-conductive portion 13b narrower than this were formed for each pixel was deposited by ITO patterning. A glass substrate is used. As the lower substrate, a glass substrate with a switching element including a lower electrode 14 having a conductive portion 14a having a non-conductive portion 14b narrower than the non-conductive portion 13b of the upper substrate and a TFT (not shown) was used. An area 14c surrounding the lower substrate is a wiring and TFT forming area. Using these substrates, the LCD of the present invention having the above-mentioned "double nesting" electrode configuration was prepared using the same conditions and materials as in Example 3. The electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) of the LCD in this example were measured under the same method and conditions as in Example 3. The result is shown in FIG.

【0083】電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約80%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 2.5V− 3.3Vと実施例3以上に低電圧にて最
小透過率 0.5%と、良好な光散乱状態が得られた。ま
た、図から明らかなように電気光学特性にヒステリシス
は全くなかった。また、印加電圧 2.5Vおよび 0Vに
て、応答速度を測定したところ立ち上がり5msec 、立ち
下がり12msecと極めて速い値を得た。
When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 80%, which was a bright transmittance characteristic. Also,
A favorable light scattering state was obtained with a minimum transmittance of 0.5% at an applied voltage of 2.5 V to 3.3 V and a lower voltage than Example 3. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. When the response speed was measured at an applied voltage of 2.5 V and 0 V, a very fast value of 5 msec for rising and 12 msec for falling was obtained.

【0084】つぎに、本実施例のLCDにTFTを介し
て電圧を印加して、前述したウォールの維持状態を偏光
顕微鏡による分子配列観察および透過率測定による光散
乱状態測定によって調べた。本実施例においては印加電
圧 2.5Vを印加しつづけた場合、1時間経過しても初期
のウォール配列を維持していることが確認された。
Next, a voltage was applied to the LCD of this example through the TFT, and the maintenance state of the above-mentioned wall was examined by observing the molecular arrangement by a polarization microscope and measuring the light scattering state by measuring the transmittance. In this example, when the applied voltage of 2.5 V was continuously applied, it was confirmed that the initial wall arrangement was maintained even after 1 hour.

【0085】実施例6 図26(a)に上基板電極パターン、図26(b)に下
電極パターン図をそれぞれ示す。上基板として非画素部
全域にクロムからなるブラックマトリクスを形成し、各
画素毎に直線ストライプの導電部13aと非導電部13
bを形成した共通電極13をITOのパターニングで形
成したガラス基板を用いる。下基板として各画素毎に直
線ストライプの導電部14aと非導電部14bからなる
下電極14と、TFTからなるスイッチング素子付きガ
ラス基板を用いる。上下電極の導電部の幅は 5μm 、非
導電部の幅は10μm である。
Example 6 FIG. 26A shows an upper substrate electrode pattern, and FIG. 26B shows a lower electrode pattern diagram. A black matrix made of chrome is formed on the entire non-pixel portion as an upper substrate, and a linear stripe conductive portion 13a and a non-conductive portion 13 are formed for each pixel.
A glass substrate is used in which the common electrode 13 formed with b is formed by patterning ITO. As the lower substrate, a lower electrode 14 including a linear stripe conductive portion 14a and a non-conductive portion 14b, and a glass substrate with a switching element including a TFT are used for each pixel. The width of the conductive part of the upper and lower electrodes is 5 μm, and the width of the non-conductive part is 10 μm.

【0086】これらの基板を用いて、実施例3同様の条
件、材料を用いて前述した「隙間付きストライプ入子」
の電極構成からなる本実施例のLCDを作製した。実施
例3同様の方法、条件にて、本実施例におけるLCDの
電気光学特性(透過率−印加電圧曲線)を測定した。図
27にその結果を示す。
Using these substrates, using the same conditions and materials as in Example 3, the above-mentioned "stripe nesting member with a gap" was used.
An LCD of this example having the above electrode configuration was produced. The electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) of the LCD in this example were measured under the same method and conditions as in Example 3. The result is shown in FIG.

【0087】電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約80%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 3.2V− 3.9Vにて最小透過率 0.2%と、実施
例3以上の良好な光散乱状態が得られた。また、図から
明らかなように電気光学特性にヒステリシスは全くなか
った。また、印加電圧 3.2Vおよび 0Vにて、応答速度
を測定したところ立ち上がり6msec 、立ち下がり18msec
と極めて速い値を得た。 つぎに、本実施例のLCDに
TFTを介して電圧を印加して、前述したウォールの維
持状態を偏光顕微鏡による分子配列観察および透過率測
定による光散乱状態測定によって調べた。本実施例にお
いては印加電圧 3.2Vを印加しつづけた場合、 1時間経
過しても初期のウォール配列を維持していることが確認
された。 実施例7 実施例3同様の上下基板を用い、同様の方法、材料にて
配向処理を施した後、上基板側に前述したウォール支持
体として微粒子(商品名ミクロパール、積水ファインケ
ミカル製)(粒径 5.0μm )を分散密度1000個/mm2
なるよう乾式散布法にて散布し、以降の工程は実施例1
同様の方法、材料にて本発明のLCDを作製した。実施
例3同様の方法、条件で諸特性を測定したところ、図2
7に示すように実施例3とほぼ同等の優れた結果を得
た。
When no voltage was applied (0 V applied), the transmittance was about 80%, which was a bright transmittance characteristic. Also,
A minimum transmittance of 0.2% was obtained at an applied voltage of 3.2 V to 3.9 V, and a good light scattering state of Example 3 or higher was obtained. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Also, when the response speed was measured at an applied voltage of 3.2 V and 0 V, the rising edge was 6 msec and the falling edge was 18 msec.
And got an extremely fast value. Next, a voltage was applied to the LCD of this example through the TFT, and the maintenance state of the above-mentioned wall was examined by observing the molecular arrangement by a polarization microscope and measuring the light scattering state by the transmittance measurement. In this example, when the applied voltage of 3.2 V was continuously applied, it was confirmed that the initial wall arrangement was maintained even after 1 hour. Example 7 After using the same upper and lower substrates as in Example 3 and carrying out an alignment treatment by the same method and material, fine particles (trade name: Micropearl, manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) (grains) as the wall support described above on the upper substrate side. 5.0 μm diameter) was dispersed by a dry spraying method so that the dispersion density was 1000 pieces / mm 2, and the subsequent steps were carried out in the same manner as in Example 1.
The LCD of the present invention was manufactured by the same method and material. When various characteristics were measured under the same method and conditions as in Example 3, FIG.
As shown in FIG. 7, excellent results almost equal to those in Example 3 were obtained.

【0088】また、実施例3同様、LCDにTFTを介
して電圧を印加して、前述したウォールの維持状態を偏
光顕微鏡による分子配列観察および透過率測定による光
散乱状態測定によって調べた。本実施例においては印加
電圧 3.1Vを印加しつづけた場合、 10 時間経過しても
初期のウォール配列を維持していることが確認された。
Further, as in Example 3, a voltage was applied to the LCD through the TFT, and the maintenance state of the above-mentioned wall was examined by observing the molecular arrangement by a polarization microscope and measuring the light scattering state by the transmittance measurement. In this example, when the applied voltage of 3.1 V was continuously applied, it was confirmed that the initial wall arrangement was maintained even after 10 hours.

【0089】実施例8 図28(a)は電極を相対向させた液晶セルの略断面
図、図28(b)は 1画素領域の上電極パターンを、図
28(c)は 1画素領域の下電極パターンを示す。上下
基板の電極パターンは実施例3と同一である。上下両基
板の画素電極13、14の上に透光性絶縁膜17、18
として屈折率が 1.9の透光性絶縁材(商品名 RTZ-206、
触媒化成工業製)をオーバーコートして 1.0μm 厚さの
透光性層とし、図28(a)に示す構成の基板を得た。
この基板を用いて実施例3と同様の方法、条件でLCD
を得た。得られたLCDの電気光学特性(透過率−印加
電圧曲線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果
を図29に示す。
Example 8 FIG. 28 (a) is a schematic sectional view of a liquid crystal cell in which electrodes are opposed to each other, FIG. 28 (b) shows an upper electrode pattern of one pixel region, and FIG. 28 (c) shows one pixel region. The lower electrode pattern is shown. The electrode patterns on the upper and lower substrates are the same as in Example 3. The transparent insulating films 17 and 18 are formed on the pixel electrodes 13 and 14 on both the upper and lower substrates.
As a translucent insulating material with a refractive index of 1.9 (trade name RTZ-206,
(Catalyst Chemical Co., Ltd.) was overcoated to form a transparent layer having a thickness of 1.0 μm to obtain a substrate having a structure shown in FIG.
LCD using this substrate under the same method and conditions as in Example 3
Got The electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) of the obtained LCD were measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG.

【0090】電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約85%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 3.3Vでは最小透過率 0.4%と、良好な光散乱
状態が得られた。また、図から明らかなように電気光学
特性にヒステリシスは全くなかった。また、印加電圧
3.1Vおよび 0Vにて、応答速度を測定したところ立ち
上がり6msec 、立ち下がり18msecと極めて速い値を得
た。つぎに、下基板のTFTを介して電圧を印加して、
前述したウォールの維持状態を偏光顕微鏡による分子配
列観察および透過率測定による光散乱状態測定によって
調べた。本実施例においては印加電圧 3.1Vを印加しつ
づけた場合、1時間経過しても初期のウォール配列を維
持していることが確認された。
When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 85%, which was a bright transmittance characteristic. Also,
When the applied voltage was 3.3V, the minimum transmittance was 0.4%, and a good light scattering state was obtained. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Also, the applied voltage
When the response speed was measured at 3.1 V and 0 V, a very fast value of 6 msec for rising and 18 msec for falling was obtained. Next, a voltage is applied through the TFT on the lower substrate,
The maintenance state of the above-mentioned wall was examined by observing the molecular arrangement by a polarization microscope and measuring the light scattering state by measuring the transmittance. In this example, when the applied voltage of 3.1 V was continuously applied, it was confirmed that the initial wall arrangement was maintained even after 1 hour.

【0091】実施例9 実施例4に示す電極パターンを有する上下基板を用い、
その画素電極上に屈折率が 1.90 の透光性絶縁材(商品
名 RTZ-606、触媒化成工業製)をオーバーコートして
1.0μm 厚さの透光性層を有する基板を得た。この基板
を用いて実施例4と同様の方法、条件でLCDを得た。
得られたLCDの電気光学特性(透過率−印加電圧曲
線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図2
9に示す。
Example 9 Using the upper and lower substrates having the electrode patterns shown in Example 4,
The pixel electrode is overcoated with a translucent insulating material (trade name RTZ-606, made by Catalysts & Chemicals Industry) with a refractive index of 1.90.
A substrate having a transparent layer having a thickness of 1.0 μm was obtained. An LCD was obtained using this substrate under the same method and conditions as in Example 4.
The electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) of the obtained LCD were measured by the method shown in Example 1. Figure 2 shows the measurement results
9 shows.

【0092】図29に示すように実施例8とほぼ同等の
優れた結果が得られた。また、応答速度およびウォール
の維持状態も実施例8とほぼ同等に優れていた。さら
に、入射光に対しても電圧無印加時の電極による光干渉
が生じず、電圧無印加時の透過率が向上し、コントラス
トの向上効果が見られた。
As shown in FIG. 29, excellent results almost equivalent to those of Example 8 were obtained. Further, the response speed and the maintained state of the wall were almost as good as those in Example 8. Further, even with respect to incident light, no optical interference was caused by the electrodes when no voltage was applied, the transmittance was improved when no voltage was applied, and the effect of improving contrast was observed.

【0093】実施例10 実施例5に示す電極パターンを有する上下基板を用い、
その画素電極上に屈折率が 1.90 の透光性絶縁材(商品
名 RTZ-606、触媒化成工業製)をオーバーコートして
1.0μm 厚さの透光性層を有する基板を得た。この基板
を用いて実施例5と同様の方法、条件でLCDを得た。
得られたLCDの電気光学特性(透過率−印加電圧曲
線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図2
9に示す。
Example 10 Using the upper and lower substrates having the electrode patterns shown in Example 5,
The pixel electrode is overcoated with a translucent insulating material (trade name RTZ-606, made by Catalysts & Chemicals Industry) with a refractive index of 1.90.
A substrate having a transparent layer having a thickness of 1.0 μm was obtained. An LCD was obtained using this substrate under the same method and conditions as in Example 5.
The electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) of the obtained LCD were measured by the method shown in Example 1. Figure 2 shows the measurement results
9 shows.

【0094】図29に示すように実施例8とほぼ同等の
優れた結果が得られた。また、応答速度およびウォール
の維持状態も実施例8とほぼ同等に優れていた。さら
に、入射光に対しても電圧無印加時の電極による光干渉
が生じず、電圧無印加時の透過率が向上し、コントラス
トの向上効果が見られた。
As shown in FIG. 29, excellent results almost equivalent to those of Example 8 were obtained. Further, the response speed and the maintained state of the wall were almost as good as those in Example 8. Further, even with respect to incident light, no optical interference was caused by the electrodes when no voltage was applied, the transmittance was improved when no voltage was applied, and the effect of improving contrast was observed.

【0095】実施例11 実施例6に示す電極パターンを有する上下基板を用いる
以外、実施例8と同様の方法、条件でLCDを得た。得
られたLCDの電気光学特性(透過率−印加電圧曲線)
を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図29に
示す。
Example 11 An LCD was obtained by the same method and conditions as in Example 8 except that the upper and lower substrates having the electrode patterns shown in Example 6 were used. Electro-optical characteristics of the obtained LCD (transmittance-applied voltage curve)
Was measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG.

【0096】図29に示すように実施例8とほぼ同等の
優れた結果が得られた。また、応答速度およびウォール
の維持状態も実施例8とほぼ同等に優れていた。さら
に、入射光に対しても電圧無印加時の電極による光干渉
が生じず、電圧無印加時の透過率が向上し、コントラス
トの向上効果が見られた。
As shown in FIG. 29, excellent results almost equivalent to those of Example 8 were obtained. Further, the response speed and the maintained state of the wall were almost as good as those in Example 8. Further, even with respect to incident light, no optical interference was caused by the electrodes when no voltage was applied, the transmittance was improved when no voltage was applied, and the effect of improving contrast was observed.

【0097】実施例12 実施例7に示す電極パターンを有する上下基板を用いる
以外、実施例8と同様の方法、条件でLCDを得た。得
られたLCDの電気光学特性(透過率−印加電圧曲線)
を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図29に
示す。図29に示すように実施例8とほぼ同等の優れた
結果が得られた。また、応答速度およびウォールの維持
状態も実施例8とほぼ同等に優れていた。さらに、入射
光に対しても電圧無印加時の電極による光干渉が生じ
ず、電圧無印加時の透過率が向上し、コントラストの向
上効果が見られた。
Example 12 An LCD was obtained by the same method and conditions as in Example 8 except that the upper and lower substrates having the electrode patterns shown in Example 7 were used. Electro-optical characteristics of the obtained LCD (transmittance-applied voltage curve)
Was measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG. As shown in FIG. 29, excellent results almost equivalent to those in Example 8 were obtained. Further, the response speed and the maintained state of the wall were almost as good as those in Example 8. Further, even with respect to incident light, no optical interference was caused by the electrodes when no voltage was applied, the transmittance was improved when no voltage was applied, and the effect of improving contrast was observed.

【0098】実施例13 図30に示すように、上基板11上に上電極13を、下
基板12上に下電極14を実施例6に示す電極パターン
にて形成した基板を用い、両基板の電極側の面上に粒径
1.5μm の微粒子22(商品名ミクロパールSP、積水
ファインケミカル製)を分散密度 1000 個/mm2 となる
よう散布した。これらの電極および微粒子の上に、透光
性絶縁膜(商品名 RTZ-206、触媒化成工業製)17、1
8をオーバーコートして両基板表面を凸凹面に仕上げ
た。この上下基板を用いる以外、実施例8と同様の方
法、条件でLCDを得た。得られたLCDは、実施例8
とほぼ同等の優れた電気光学特性、応答速度、ウォール
の維持状態が得られた。また、透光性絶縁膜により、電
極の導体部の切れ目が光学的に解消して光干渉を防止で
きた。
Example 13 As shown in FIG. 30, using a substrate in which an upper electrode 13 was formed on an upper substrate 11 and a lower electrode 14 was formed on a lower substrate 12 by the electrode pattern shown in Example 6, both substrates were formed. Particle size on the electrode side surface
Fine particles 22 of 1.5 μm (trade name: Micropearl SP, manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) were sprayed at a dispersion density of 1000 particles / mm 2 . A transparent insulating film (trade name RTZ-206, made by Catalysts & Chemicals Industry) 17, 1 on top of these electrodes and particles
8 was overcoated to finish the surfaces of both substrates into uneven surfaces. An LCD was obtained by the same method and conditions as in Example 8 except that the upper and lower substrates were used. The LCD obtained is from Example 8.
Excellent electro-optical characteristics, response speed, and wall maintenance were obtained. In addition, the translucent insulating film optically eliminated the break in the conductor portion of the electrode and prevented optical interference.

【0099】実施例14 図31(a)は本実施例の電極を相対向させた液晶セル
の略断面図、図31(b)は 1画素領域の上電極パター
ンを、図31(c)は 1画素領域の下電極パターンを図
31(d)は電圧印加時の液晶分子配列を示す。上電極
13は図31(b)に示すようにITOベタ電極を用い
た。非画素部を遮光するブラックマトリックスは設けて
いない。下電極14は図31(c)に示すように 1画素
の大きさが 30 μm × 40 μm であり、導電体部のIT
Oが 4.5μm 幅で、非導電体部が 7μm 幅であるスプレ
イパターンを各画素毎に形成する。各画素毎にTFTス
イッチング素子19を形成して 1280 × 1024 の画素数
を有する下基板を得る。
Example 14 FIG. 31 (a) is a schematic sectional view of a liquid crystal cell in which the electrodes of this example are opposed to each other, FIG. 31 (b) shows the upper electrode pattern of one pixel region, and FIG. 31 (c) shows FIG. 31D shows the lower electrode pattern of one pixel area and shows the alignment of liquid crystal molecules when a voltage is applied. As the upper electrode 13, an ITO solid electrode was used as shown in FIG. No black matrix for shielding the non-pixel portion is provided. The size of one pixel of the lower electrode 14 is 30 μm × 40 μm as shown in FIG.
A spray pattern in which O is 4.5 μm wide and the non-conductor portion is 7 μm wide is formed for each pixel. The TFT switching element 19 is formed for each pixel to obtain a lower substrate having 1280 × 1024 pixels.

【0100】この基板の電極パターン上に配向膜15、
16(商品名SE-7120 、日産化学工業製)(プレチルト
角の測定値 6°)を形成し、その表面を図に示す方向
F、Rにラビング処理を施す。ついで、下基板側に基板
間隙剤として液晶層厚が 6.0μm となるよう微粒子(商
品名ミクロパールSP、積水ファインケミカル製)(粒
径 6.0μm )を分散密度 100個/mm2 となるよう乾式散
布法にて散布した後、これら基板間に誘電率異方性が正
の液晶組成物(商品名ZLI-4792、メルクジャパン製)
(△n=0.094 )を挟持して本実施例のLCDを得た。
Alignment film 15, on the electrode pattern of this substrate,
16 (trade name SE-7120, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (measurement value of pretilt angle 6 °) is formed, and its surface is subjected to rubbing treatment in directions F and R shown in the figure. Next, dry particles were sprayed on the lower substrate side as a substrate spacing agent to a liquid crystal layer thickness of 6.0 μm (trade name Micropearl SP, manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) (particle size 6.0 μm) to a dispersion density of 100 particles / mm 2. Liquid crystal composition with positive dielectric anisotropy between these substrates after spraying by the method (trade name: ZLI-4792, manufactured by Merck Japan)
The LCD of this example was obtained by sandwiching (Δn = 0.094).

【0101】本実施例のセル構成の特徴は、以下に説明
する 3つの特徴で示される。第1に、電圧を印加してい
ない状態で液晶分子配列が電極ストライプ方向と平行に
配列していることである。つまり、電圧を印加した際の
斜め電界方向と液晶分子配列が直交している。よって、
電圧を印加すると液晶分子配列と直交した方位に斜め電
界が形成され、液晶分子はこの方向にツイストしながら
チルトすることになる。この結果、電圧を印加した状態
での液晶分子配列は、断面よりみて図31(a)、平面
でみて図31Dのようになる。このような液晶分子配列
により、電極ストライプ方向およびその直交方向の偏光
成分に対する屈折率は液晶分子の異常光屈折率ne と常
光屈折率no とが電極ストライプ方向の直交方向に規則
的に交互に配列する。したがって、液晶層に回折格子が
形成され平行光を散乱させることができる。
The features of the cell structure of this embodiment are shown by the following three features. First, the liquid crystal molecule array is aligned parallel to the electrode stripe direction in the state where no voltage is applied. That is, the liquid crystal molecule alignment is orthogonal to the oblique electric field direction when a voltage is applied. Therefore,
When a voltage is applied, an oblique electric field is formed in a direction orthogonal to the liquid crystal molecule array, and the liquid crystal molecules tilt while twisting in this direction. As a result, the liquid crystal molecule alignment in the state in which the voltage is applied is as shown in FIG. 31 (a) when seen from the cross section and as shown in FIG. 31D when seen in the plane. Due to such an arrangement of liquid crystal molecules, the refractive index with respect to the polarization component in the electrode stripe direction and the direction orthogonal thereto is such that the extraordinary refractive index n e and the ordinary light refractive index n o of the liquid crystal molecules are regularly alternated in the direction orthogonal to the electrode stripe direction. To array. Therefore, a diffraction grating is formed in the liquid crystal layer and parallel light can be scattered.

【0102】第2に、斜め電界を有効に得るために、対
向配置された両基板の電極間隔DをD≧S/2 の関係を
満たすようにしていることである。ここでSは電極部に
おける非導電体部の最も狭い部分の幅である。本実施例
において、ストライプ電極パターン(図31(c))の
パターン間の幅Sは 7μm であり、対向配置された両基
板の電極間隔Dは 6μm であるので、上述の関係式を満
足している。
Secondly, in order to effectively obtain the oblique electric field, the electrode distance D between the two substrates arranged to face each other is set to satisfy the relationship of D ≧ S / 2. Here, S is the width of the narrowest part of the non-conductor part in the electrode part. In this embodiment, the width S between the stripe electrode patterns (FIG. 31 (c)) is 7 μm, and the electrode spacing D between the two substrates arranged to face each other is 6 μm. Therefore, the above relational expression is satisfied. There is.

【0103】第3に、液晶層の△ndを 564nmに設定し
ていることである。この値は上述の実施例よりも小さ
い。これは回折格子の光散乱効果が△ndに依存するた
めである。回折格子の光散乱効果は、GALE,M.et al.:19
79, J.appl.Photogr.Engng, 4,41 によると次式で示さ
れる。 T=cos2 (π△nd/λ) ここで、Tは散乱される光の強度(入射光に対する強
度)であり、λは入射光波長である。この式から回折格
子の光散乱効果は△ndに依存する。本実施例の液晶セ
ルの構成では、印加電圧により、この△ndが変化す
る。その変化幅は 0から設定した液晶層の△nd後の値
( 564nm)までである。また上式から回折格子の光散乱
効果は△ndに対して極値を持つ。したがって、設定し
た△ndの値が上式の極値より著しく大きいと液晶セル
の電気光学特性に極値が生じてしまう。これはアナログ
信号を用いた階調表現を困難にする。このため、本実施
例では、これを考慮して液晶層の△ndを 564nmに設定
した。このように、本実施例は他の実施例と同様に液晶
分子配列が形成する屈折レンズ効果(前述したウォール
配列:液晶層厚方向に液晶分子が連続的に傾きを変え屈
折率が連続的に変化することにより入射した光を屈折さ
せる効果)に加え、明確に回折格子効果が得られる構造
としている。
Thirdly, the Δnd of the liquid crystal layer is set to 564 nm. This value is smaller than in the above-mentioned embodiment. This is because the light scattering effect of the diffraction grating depends on Δnd. The light scattering effect of the diffraction grating is GALE, M. et al .: 19
According to 79, J.appl.Photogr.Engng, 4,41, it is shown by the following formula. T = cos 2 (πΔnd / λ) where T is the intensity of scattered light (intensity with respect to the incident light), and λ is the wavelength of the incident light. From this equation, the light scattering effect of the diffraction grating depends on Δnd. In the configuration of the liquid crystal cell of this embodiment, this Δnd changes depending on the applied voltage. The range of change is from 0 to the value after the set liquid crystal layer Δnd (564 nm). From the above equation, the light scattering effect of the diffraction grating has an extreme value with respect to Δnd. Therefore, if the set value of Δnd is significantly larger than the extreme value of the above equation, the extreme value occurs in the electro-optical characteristics of the liquid crystal cell. This makes gradation expression using an analog signal difficult. Therefore, in this embodiment, Δnd of the liquid crystal layer is set to 564 nm in consideration of this. As described above, this embodiment is similar to the other embodiments in that the refractive lens effect formed by the liquid crystal molecule arrangement (the above-mentioned wall arrangement: the liquid crystal molecules continuously change their inclination in the thickness direction of the liquid crystal layer and the refractive index changes continuously). In addition to the effect of refracting incident light by changing it, the structure is such that a diffraction grating effect can be clearly obtained.

【0104】このようにして得られたLCDにTFTを
介して電圧を印加して電気光学特性(透過率−印加電圧
曲線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図
32に示す。電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約80%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 3.2V以上では最小透過率 0.2%と、良好な光
散乱状態が得られた。また、図から明らかなように電気
光学特性にヒステリシスは全くなかった。また、印加電
圧 3.2Vおよび 0Vにて、応答速度を測定したところ立
ち上がり7msec 、立ち下がり23msecと極めて速い値を得
た。
A voltage was applied to the LCD thus obtained through a TFT, and the electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) were measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG. When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 80%, showing a bright transmittance characteristic. Also,
When the applied voltage was 3.2 V or more, the minimum transmittance was 0.2%, and a good light scattering state was obtained. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Further, when the response speed was measured at an applied voltage of 3.2 V and 0 V, a very fast value of 7 msec for rising and 23 msec for falling was obtained.

【0105】実施例15 配向膜として、垂直配向を示す配向膜15、16(商品
名JALS-204-R14、(株)日本合成ゴム製)、液晶組成物
として負の誘電率異方性を有する液晶組成物(商品名ZL
I-4318、メルクジャパン製)(△n=0.1243)を用いる
以外は、実施例14と同様の方法でLCDを得た。
Example 15 As alignment films, alignment films 15 and 16 exhibiting vertical alignment (trade name JALS-204-R14, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), and liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy Liquid crystal composition (Product name ZL
LCD was obtained in the same manner as in Example 14 except that I-4318 (manufactured by Merck Japan) (Δn = 0.1243) was used.

【0106】本実施例のLCDの電圧無印加時および電
圧印加時の平面的にみた液晶分子配列をそれぞれ図33
(a)、図33(b)に示す。電圧無印加状態(図33
(a))では、液晶分子は一様に配列(垂直配向)して
いる。これに対して電圧印加状態(図33(b))で
は、ITOが上下基板で対向しているところではラビン
グ方位にチルトダウンし、逆にTFT基板のITOがな
い領域では斜め電界が電極ストライプ方向と直交した方
向に発生するため、その方向にチルトダウンする。よっ
て図示するように本実施例のLCDは実施例14に示し
たLCD同様、電圧を印加した状態において電極ストラ
イプ方向、およびその直交方向偏光成分に対する屈折率
が液晶分子の異常光屈折率ne と常光屈折率n0 が電極
ストライプ方向の直交方向に規則的に交互に配列し、そ
の結果、液晶層に回折格子が形成され、平行光を散乱さ
せることができる。
FIG. 33 shows the alignment of the liquid crystal molecules in the plan view of the LCD of this example when no voltage is applied and when a voltage is applied.
(A), It shows in FIG.33 (b). No voltage applied (Fig. 33)
In (a)), the liquid crystal molecules are uniformly arranged (vertically aligned). On the other hand, in the voltage applied state (FIG. 33 (b)), the ITO tilts down to the rubbing direction where the upper and lower substrates are opposed to each other, and conversely, the oblique electric field is generated in the electrode stripe direction in the region of the TFT substrate where there is no ITO. Since it occurs in a direction orthogonal to, tilt down in that direction. Therefore, as shown in the figure, the LCD of the present embodiment is similar to the LCD of the fourteenth embodiment in that the refractive index with respect to the polarization components in the electrode stripe direction and the orthogonal direction thereof is the extraordinary refractive index n e of the liquid crystal molecules when a voltage is applied. The ordinary light refractive index n 0 is regularly and alternately arranged in the direction orthogonal to the electrode stripe direction. As a result, a diffraction grating is formed in the liquid crystal layer, and parallel light can be scattered.

【0107】本実施例は、実施例14と同様に回折格子
効果および屈折レンズ効果を得る構成となっており、実
施例14と比較して電圧無印加時の分子配列が逆(水平
配向に対して垂直配向)であり、用いた液晶組成物の誘
電率異方性も逆(正に対して負)としたものである。こ
のように本発明のLCDは電圧を印加した状態において
電極ストライプ方向およびその直交方向の偏光成分に対
する屈折率が液晶分子の異常光屈折率ne と常光屈折率
0 が一定方向(一方向以上)に規則的に交互に配列す
るようにすれば、液晶層には回折格子が形成され、平行
光を散乱させる効果を得ることができる。この効果を直
交した 2方向の偏光成分に対して得るようにすれば、非
偏光の光を散乱させることができ高いコントラスト特性
が得られるようになる。こうした構成を実現させるには
液晶分子のチルト方向(チルト方向およびチルトダウン
方向)の自由度が無限大である初期垂直配向に誘電率異
方性が負の液晶組成物を用いると容易に実現できる。
The present embodiment has a structure for obtaining the diffraction grating effect and the refraction lens effect as in the case of the fourteenth embodiment. Compared to the fourteenth embodiment, the molecular arrangement when no voltage is applied is reversed (with respect to the horizontal alignment). Vertical alignment) and the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition used is opposite (negative to positive). As described above, in the LCD of the present invention, when a voltage is applied, the refractive index with respect to the polarization component in the electrode stripe direction and the direction orthogonal thereto is such that the extraordinary light refractive index n e and the ordinary light refractive index n 0 of the liquid crystal molecules are constant (in one direction or more). ), The diffraction grating is formed in the liquid crystal layer, and the effect of scattering parallel light can be obtained. If this effect is obtained for polarized light components in two orthogonal directions, unpolarized light can be scattered and high contrast characteristics can be obtained. Such a structure can be easily realized by using a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy for initial vertical alignment in which the degree of freedom of liquid crystal molecules in the tilt direction (tilt direction and tilt down direction) is infinite. .

【0108】このようにして得られたLCDにTFTを
介して電圧を印加して電気光学特性(透過率−印加電圧
曲線)を実施例1に示す方法で測定した。測定結果を図
32に示す。電圧を印加していない状態( 0V印加)で
は透過率約80%と、明るい透過率特性を示した。また、
印加電圧 3.8V以上では最小透過率 0.2%と、良好な光
散乱状態が得られた。また、図から明らかなように電気
光学特性にヒステリシスは全くなかった。また、印加電
圧 3.8Vおよび 0Vにて、応答速度を測定したところ立
ち上がり10msec、立ち下がり20msecと極めて速い値を得
た。
A voltage was applied to the LCD thus obtained through a TFT, and the electro-optical characteristics (transmittance-applied voltage curve) were measured by the method shown in Example 1. The measurement result is shown in FIG. When no voltage was applied (0 V was applied), the transmittance was about 80%, showing a bright transmittance characteristic. Also,
When the applied voltage was 3.8 V or higher, the minimum transmittance was 0.2%, and a good light scattering state was obtained. Further, as is clear from the figure, there was no hysteresis in the electro-optical characteristics. Also, when the response speed was measured at an applied voltage of 3.8 V and 0 V, a very fast value of 10 msec for rising and 20 msec for falling was obtained.

【0109】実施例16 実施例15で得られたLCDを用いて投影型液晶表示装
置を作製した。その構造を図34に示す。メタルハライ
ドランプ25を光源とする光源光はシュリーレンレンズ
26により平行光とされ液晶セル27、集光レンズ28
を経て投影レンズユニット30によりスクリーン31に
投影される。駆動装置32およびビデオ信号出力装置3
3により液晶セル27に入力された画像はスクリーン3
1に拡大して表示される。本発明のLCDは平行光の光
路を直進または散乱と電界にて制御できるものである。
よって図示するようにシュリーレン光学系を用いればス
クリーン31上に任意の画像表示ができることとなる。
本実施例では液晶セル31に入射させた平行光のうち直
進した光のみを投影するために集光レンズ28の焦点の
位置に絞り( 5mmφ)29を設けて液晶セル31で散乱
させた光を遮断した構成としている。
Example 16 A projection type liquid crystal display device was produced using the LCD obtained in Example 15. The structure is shown in FIG. The light source light from the metal halide lamp 25 is converted into parallel light by the schlieren lens 26, and the liquid crystal cell 27 and the condenser lens 28.
After that, the image is projected on the screen 31 by the projection lens unit 30. Drive device 32 and video signal output device 3
The image input to the liquid crystal cell 27 by the screen 3 is displayed on the screen 3
It is enlarged to 1 and displayed. The LCD of the present invention can control the optical path of parallel light by going straight or by scattering and electric field.
Therefore, as shown in the figure, an arbitrary image can be displayed on the screen 31 by using the Schlieren optical system.
In the present embodiment, a diaphragm (5 mmφ) 29 is provided at the focus position of the condenser lens 28 to project only the straight light of the parallel light incident on the liquid crystal cell 31, and the light scattered by the liquid crystal cell 31 is The configuration is cut off.

【0110】得られた投影型液晶表示装置を用いてモノ
クロのビデオ信号画像を約 30 倍に投影したところコン
トラスト比は約 200:1 と極めて高い値であることがわ
かった。また、極めて明るい表示を得た。
When a monochrome video signal image was projected about 30 times by using the obtained projection type liquid crystal display device, it was found that the contrast ratio was an extremely high value of about 200: 1. Also, an extremely bright display was obtained.

【0111】実施例17 実施例15で得られたLCDを 3枚用いて投影型液晶表
示装置を作製した。その構造を図35に示す。本実施例
では光源としてRGBの 3波長を含む白色光源37を用
いており、これをダイオクロイックミラー34、35お
よび全反射ミラー36を用いてそれぞれRGBの波長に
分光させ、 3枚の液晶セル27a、27b、27cに入
射させている。こうすることにより、各波長毎に光路を
制御することが可能となる。よって、カラー表示が実現
できる。なお、ダイオクロイックミラー34は赤の波長
を透過させ、緑および青の波長を全反射させ、ダイオク
ロイックミラー35は青の波長を透過させ、赤および緑
の波長を全反射させる。
Example 17 A projection type liquid crystal display device was produced using the three LCDs obtained in Example 15. The structure is shown in FIG. In this embodiment, a white light source 37 including three wavelengths of RGB is used as a light source. The white light source 37 is divided into RGB wavelengths by using dichroic mirrors 34 and 35 and a total reflection mirror 36, and three liquid crystal cells are used. It is incident on 27a, 27b, and 27c. By doing so, it becomes possible to control the optical path for each wavelength. Therefore, color display can be realized. The dichroic mirror 34 transmits the red wavelength and totally reflects the green and blue wavelengths, and the dichroic mirror 35 transmits the blue wavelength and totally reflects the red and green wavelengths.

【0112】得られた投影型液晶表示装置を用いてフル
カラーのビデオ信号画像を約 30 倍に投影したところコ
ントラスト比は約 180:1 と極めて高い値であることが
わかった。また、極めて明るい表示を得た。
When a full-color video signal image was projected about 30 times by using the obtained projection type liquid crystal display device, it was found that the contrast ratio was an extremely high value of about 180: 1. Also, an extremely bright display was obtained.

【0113】実施例18 上基板として、カラーフィルター上にITOからなるべ
た電極を形成した、RGBからなるカラーフィルター付
き基板を用いた以外は、実施例15と同様の方法でLC
Dを得た。このLCDを用いて実施例16と同様の構成
にて投影型液晶表示装置を作製した。カラーフィルター
を設けることによりカラー表示が実現できる。
Example 18 An LC was prepared in the same manner as in Example 15 except that as the upper substrate, a solid-state electrode made of ITO was formed on a color filter and a color filter substrate made of RGB was used.
I got D. Using this LCD, a projection type liquid crystal display device was produced in the same structure as in Example 16. Color display can be realized by providing a color filter.

【0114】得られた投影型液晶表示装置を用いてフル
カラーのビデオ信号画像を約 30 倍に投影したところコ
ントラスト比は約 160:1 と極めて高い値であることが
わかった。また、極めて明るい表示を得た。
When a full-color video signal image was projected about 30 times using the obtained projection type liquid crystal display device, it was found that the contrast ratio was an extremely high value of about 160: 1. Also, an extremely bright display was obtained.

【0115】[0115]

【発明の効果】本発明のネマティック液晶層からなるL
CDは、 1画素毎に画素内の一部の領域で導電体部と非
導電体部とを対向させ、かつ非導電体部の最も狭い部分
の幅をSとし、対向配置された両基板の電極間隔をDと
したとき、D≧S/2 の関係が満たされているので、一
様な液晶分子配列とすることにより光透過状態を、 2種
以上の方向の電界方向を印加することによる屈折レンズ
効果や回折格子効果により光散乱状態を実現することが
できる。その結果、液晶以外の媒体を必要としないで、
光散乱特性に優れたLCDが得られる。とくに、液晶層
を形成する液晶分子が電圧無印加状態でスプレイ配列を
なし、液晶層に電界を印加した際のチルト方向が 2方向
以上取り得る分子配列の場合に優れた散乱特性が得られ
る。
L comprising the nematic liquid crystal layer of the present invention
In the CD, the conductor portion and the non-conductor portion are made to face each other in a partial area in each pixel, and the width of the narrowest portion of the non-conductor portion is set to be S, and the CDs of both substrates arranged to face each other are arranged. Since the relationship of D ≧ S / 2 is satisfied when the electrode interval is D, the light transmission state is set by applying a uniform liquid crystal molecule arrangement, and the electric field direction of two or more directions is applied. A light scattering state can be realized by the refraction lens effect and the diffraction grating effect. As a result, without the need for media other than liquid crystal,
An LCD having excellent light scattering characteristics can be obtained. Particularly, when the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer form a splay alignment in the state where no voltage is applied, and when the tilt direction when the electric field is applied to the liquid crystal layer can be two or more directions, excellent scattering characteristics can be obtained.

【0116】本発明のLCDは、電極構造を「入れ子構
造」、「隙間付き入れ子構造」、「重複入子」、「隙間
付きストライプ入子」または「重複ストライプ入子」と
することにより、斜め電界を微細な領域毎に相反するよ
うに容易に形成することができる。その結果、光の散乱
特性が高く、駆動電圧の低い、明るくコントラスト比の
高い階調性に優れたLCDや、階調表示しても表示が反
転する視角のない極めて広い視角依存性を有するLCD
が得られる。
The LCD of the present invention has an electrode structure of "nested structure", "nested structure with gap", "overlapping nest", "stripe nest with gap" or "overlapping stripe nest" so that it is slanted. The electric field can be easily formed so as to be contradictory for each fine region. As a result, an LCD having a high light scattering property, a low driving voltage, a bright, high contrast ratio, and an excellent gradation property, and an LCD having an extremely wide viewing angle dependency without a viewing angle inversion even when gradation display is performed.
Is obtained.

【0117】このような効果は、両基板間隙に電極間隔
Dより短い直径を有する微粒子を混入させるか、または
電極間隔Dより短い突起を両基板の少なくとも一方に設
けることにより、実用的に維持することができる。さら
に、電極上にこの電極材料の屈折率の 0.9〜1.1 倍であ
る透光性保護膜が形成することにより、電圧無印加時の
透過率やコントラストを向上させることができる。
Such an effect is practically maintained by mixing fine particles having a diameter shorter than the electrode interval D into the gap between the substrates or providing a projection shorter than the electrode gap D on at least one of the substrates. be able to. Further, by forming a light-transmitting protective film having a refractive index of 0.9 to 1.1 times the refractive index of the electrode material on the electrode, it is possible to improve the transmittance and the contrast when no voltage is applied.

【0118】本発明の液晶表示装置は、とくに投影型液
晶表示装置に上述のLCDを応用することにより、コン
トラスト比が極めて高い、また、極めて明るい表示を得
ることができる。
In the liquid crystal display device of the present invention, particularly by applying the above-mentioned LCD to the projection type liquid crystal display device, an extremely high contrast ratio and an extremely bright display can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施例を説明する図で、(a)は電
極の斜視図、(b)は液晶セルの断面図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view of an electrode and (b) is a cross-sectional view of a liquid crystal cell.

【図2】本発明の電極構造を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an electrode structure of the present invention.

【図3】プレチルト角を説明するための図で、(a)は
断面略図、(b)は平面略図である。
3A and 3B are views for explaining a pretilt angle, where FIG. 3A is a schematic sectional view and FIG. 3B is a schematic plan view.

【図4】ユニフォーム配列を説明するための図で、
(a)は平面略図、(b)は断面略図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a uniform arrangement,
(A) is a schematic plan view, and (b) is a schematic cross-sectional view.

【図5】電圧印加時のユニフォームツイスト配列の液晶
分子の振る舞いを説明する断面略図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the behavior of liquid crystal molecules in a uniform twist alignment when a voltage is applied.

【図6】ユニフォームツイスト配列を説明する平面略図
である。
FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a uniform twist arrangement.

【図7】印加電圧と透過率の関係を説明する曲線図であ
る。
FIG. 7 is a curve diagram illustrating the relationship between applied voltage and transmittance.

【図8】ユニフォームツイスト配列を説明する平面略図
である。
FIG. 8 is a schematic plan view illustrating a uniform twist arrangement.

【図9】スプレイ配列を説明するための図で、(a)は
平面略図、(b)は断面略図である。
9A and 9B are views for explaining a spray arrangement, in which FIG. 9A is a schematic plan view and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view.

【図10】スプレイツイスト配列を説明する平面略図で
ある。
FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a splay twist arrangement.

【図11】スプレイツイスト配列を説明する平面略図で
ある。
FIG. 11 is a schematic plan view illustrating a splay twist arrangement.

【図12】スプレイ配列の液晶分子の印加電圧の有無に
よる振る舞いを説明する断面略図であり、(a)から
(c)は電圧無印加時、(d)から(f)は電圧印加時
を示す。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating the behavior of liquid crystal molecules in a splay alignment depending on the presence / absence of an applied voltage, (a) to (c) showing no voltage applied, and (d) to (f) showing no voltage applied. .

【図13】一実施例のLCDを説明する図であり、
(a)は電極構造の斜視図、(b)は(a)におけるX
−X′線に沿って切断して示す断面略図、(c)は電圧
印加時の液晶分子の状態を示す略図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an LCD according to an embodiment,
(A) is a perspective view of an electrode structure, (b) is X in (a).
A schematic cross-sectional view taken along the line -X ', (c) is a schematic view showing a state of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

【図14】他の実施例のLCDを説明する図であり、
(a)は電極構造の斜視図、(b)は(a)におけるX
−X′線に沿って切断して示す断面略図、(c)は電圧
印加時の液晶分子の状態を示す略図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an LCD of another embodiment,
(A) is a perspective view of an electrode structure, (b) is X in (a).
A schematic cross-sectional view taken along the line -X ', (c) is a schematic view showing a state of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

【図15】他の実施例のLCDを説明する図であり、
(a)は電極構造の斜視図、(b)は(a)におけるX
−X′線に沿って切断して示す断面略図、(c)は電圧
印加時の液晶分子の状態を示す略図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an LCD of another embodiment,
(A) is a perspective view of an electrode structure, (b) is X in (a).
A schematic cross-sectional view taken along the line -X ', (c) is a schematic view showing a state of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

【図16】他の実施例のLCDを説明するもので、電圧
印加時の液晶分子の状態を示す略図である。
FIG. 16 is a schematic view for explaining an LCD of another embodiment and showing a state of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

【図17】図13(c)に示すウォールの出現形状を説
明する平面図である。
FIG. 17 is a plan view illustrating the appearance shape of the wall shown in FIG. 13 (c).

【図18】一実施例のLCDを説明するもので、液晶セ
ルの断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a liquid crystal cell for explaining the LCD of the embodiment.

【図19】他の実施例のLCDを説明するもので、液晶
セルの断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a liquid crystal cell for explaining an LCD of another embodiment.

【図20】他の実施例のLCDを説明するもので、液晶
セルの断面図である。
FIG. 20 is a sectional view of a liquid crystal cell for explaining an LCD of another embodiment.

【図21】透光性の絶縁膜の作用を説明する図である。FIG. 21 is a diagram for explaining the function of a translucent insulating film.

【図22】一実施例のLCDを説明するもので、(a)
は電極の斜視図、(b)は上下基板の配向方向を示す略
図である。
FIG. 22 is a view for explaining an LCD of one embodiment, (a)
Is a perspective view of the electrodes, and (b) is a schematic view showing the orientation directions of the upper and lower substrates.

【図23】実施例1の透過率−印加電圧曲線の関係を示
す図である。
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the transmittance and the applied voltage curve of Example 1.

【図24】一実施例のLCDを説明するもので、(a)
は電極構造配置と液晶分子の状態を説明する略図、
(b)は上電極(共通電極)の平面図、(c)は下電極
の平面図である。
FIG. 24 is a view for explaining an LCD of one embodiment, (a)
Is a schematic diagram illustrating the electrode structure arrangement and the state of liquid crystal molecules,
(B) is a plan view of an upper electrode (common electrode), and (c) is a plan view of a lower electrode.

【図25】他の実施例のLCDを説明するもので、
(a)は上電極(共通電極)の平面図、(b)は下電極
の平面図である。
FIG. 25 is a view for explaining an LCD of another embodiment,
(A) is a plan view of an upper electrode (common electrode), and (b) is a plan view of a lower electrode.

【図26】他の実施例のLCDを説明するもので、
(a)は上電極(共通電極)の平面図、(b)は下電極
の平面図である。
FIG. 26 is a view for explaining an LCD of another embodiment,
(A) is a plan view of an upper electrode (common electrode), and (b) is a plan view of a lower electrode.

【図27】実施例3から実施例7の透過率−印加電圧曲
線の関係を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the transmittance and the applied voltage curve in Examples 3 to 7.

【図28】透光性の絶縁膜を用いたLCDを説明するも
ので、(a)は電極構造配置と液晶分子の状態を説明す
る略図、(b)は上電極(共通電極)の平面図、(c)
は下電極の平面図である。
28A and 28B are diagrams for explaining an LCD using a translucent insulating film, in which FIG. 28A is a schematic diagram illustrating an electrode structure arrangement and a state of liquid crystal molecules, and FIG. 28B is a plan view of an upper electrode (common electrode). , (C)
[Fig. 4] is a plan view of a lower electrode.

【図29】実施例8から実施例12の透過率−印加電圧
曲線の関係を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing the relationship between the transmittance and the applied voltage curve in Examples 8 to 12.

【図30】基板面上に微粒子を形成した実施例の電極構
造配置と液晶分子の状態を説明する略図である。
FIG. 30 is a schematic diagram illustrating an electrode structure arrangement and a state of liquid crystal molecules of an example in which fine particles are formed on a substrate surface.

【図31】一実施例のLCDを説明するもので、(a)
は電極構造配置と液晶分子の状態を説明する略図、
(b)は上電極(共通電極)の平面図、(c)は下電極
の平面図、(d)は液晶分子の状態を説明する略図であ
る。
FIG. 31 is a view for explaining an LCD of one embodiment, (a)
Is a schematic diagram illustrating the electrode structure arrangement and the state of liquid crystal molecules,
(B) is a plan view of an upper electrode (common electrode), (c) is a plan view of a lower electrode, and (d) is a schematic view for explaining a state of liquid crystal molecules.

【図32】実施例14および実施例15のLCDの透過
率−印加電圧曲線の関係を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a relationship between transmittance-applied voltage curves of LCDs of Example 14 and Example 15.

【図33】実施例15のLCDを説明するもので、
(a)は電圧無印加時の平面的にみた液晶分子配列を示
す図、(b)は電圧印加時の平面的にみた液晶分子配列
を示す図である。
FIG. 33 is a view for explaining the LCD of Example 15;
(A) is a figure which shows the liquid crystal molecule arrangement | positioning planarly viewed when a voltage is not applied, (b) is a figure which shows the liquid crystal molecule arrangement | positioning planarly viewed when a voltage is applied.

【図34】実施例16における投影型液晶表示装置を示
す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a projection type liquid crystal display device in Example 16;

【図35】実施例17における投影型液晶表示装置を示
す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a projection type liquid crystal display device in Example 17;

【図36】従来のLCDを説明するもので、(a)はカ
プセル状構造の断面略図を示す図、(b)は繊維状ポリ
マー構造の断面略図である。
36A and 36B are views for explaining a conventional LCD, wherein FIG. 36A is a schematic cross-sectional view of a capsule-like structure, and FIG. 36B is a schematic cross-sectional view of a fibrous polymer structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2………基板、3………ポリマー、4、6………液
晶、5………繊維状ポリマー、11………上基板、12
………下基板、13………上電極、14………下電極、
15………上配向膜、16………下配向膜、、17……
…上透光性絶縁膜、18………下透光性絶縁膜、19…
……スイッチング素子、20………液晶層、21………
電源、22………微粒子、23………ゲート線、24…
……信号線、25………メタルハライドランプ、26…
……シュリーレンレンズ、27………液晶セル、28…
……集光レンズ、29………絞り、30………投影レン
ズユニット、31………スクリーン、32………駆動装
置、33………ビデオ信号出力装置、34、35………
ダイオクロイックミラー、36………全反射ミラー、3
7………白色光源。
1, 2 ... substrate, 3 ... polymer, 4, 6 ... liquid crystal, 5 ... fibrous polymer, 11 ... upper substrate, 12
……… Lower substrate, 13 ……… Upper electrode, 14 ……… Lower electrode,
15 ... upper alignment film, 16 ... lower alignment film, 17 ...
... upper translucent insulating film, 18 lower translucent insulating film, 19
...... Switching element, 20 ………… Liquid crystal layer, 21 …………
Power supply, 22 ......... Particles, 23 ......... Gate lines, 24 ...
…… Signal line, 25 ……… Metal halide lamp, 26…
…… Schlieren lens, 27 ………… Liquid crystal cell, 28…
...... Condensing lens, 29 ………… Aperture, 30 ………… Projection lens unit, 31 ………… Screen, 32 ………… Drive device, 33 ………… Video signal output device, 34, 35 ……
Diochroic mirror, 36 ......... Total reflection mirror, 3
7 ... White light source.

フロントページの続き (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 岡本 ますみ 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 大山 毅 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平4−119321(JP,A) 特開 平6−194656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 - 1/141 Front page continued (72) Inventor Hitoshi Hato 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Yokohama Works (72) Inventor Masumi Okamoto 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Toshiba Toshiba Corporation In-house (72) Inventor Tsuyoshi Oyama 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Yokohama Works (56) References JP-A-4-119321 (JP, A) JP-A-6-194656 (JP, A) ) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13-1/141

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向配置された電極付き基板と、この基
板間に挟持されたネマティック液晶組成物からなる液晶
層とからな、前記対向配置された電極付き基板が電極
構造として 1画素毎に最も広い部分の幅 50 μm 以下
である導電体部と最も広い部分の幅 50 μm 以下であ
る非導電体部とからなる領域をそれぞれ有する液晶表示
素子において、 前記対向配置された両基板間において、少なくとも 1画
素毎に画素内の一部の領域で前記導電体部と前記非導電
体部とが対向しており、かつ前記非導電体部の最も狭い
部分の幅をSとし、前記対向配置された両基板の電極間
隔をDとしたとき、D≧S/2の関係が満たされて
り、 前記液晶層が、電界を印加した際のチルト方向が 2 方向
以上取り得る分子配列を有する液晶組成物からなり、 前記両基板間隙に電極間隔Dより短い直径を有する微粒
子を混入させてなること を特徴とする液晶表示素子。
1. A and the substrate with opposing electrodes arranged, the substrate Ri Do from the liquid crystal layer and composed of sandwiched nematic liquid crystal composition between the oppositely disposed electrodes with board is for each pixel as an electrode structure The width of the widest part is 50 μm or less
The liquid crystal display of the width of the widest part and der Ru conductor portions each having a region comprising a non-conductive portions Ru der <br/> 50 [mu] m or less
In the element, between the substrates arranged opposite to each other, the conductor portion and the non-conductor portion are opposed to each other in at least a part of the pixel in each pixel, and the non-conductor portion is Supposing that the width of the narrowest part is S and the electrode interval between the two substrates arranged to face each other is D, the relationship of D ≧ S / 2 is satisfied .
Ri, the liquid crystal layer, the tilt directions in two directions when an electric field is applied
Fine particles composed of a liquid crystal composition having a molecular arrangement that can be taken as described above and having a diameter shorter than the electrode interval D in the gap between both substrates.
A liquid crystal display device characterized by being mixed with a child .
【請求項2】 請求項1記載の液晶表示素子において、 前記対向配置された両基板間において、この両基板間の
垂直法線方向に対して斜め電界が 1画素内に少なくとも
2方向以上形成され、 前記液晶層を形成する液晶分子が電圧無印加状態でスプ
レイ配列をなし、かつ電圧印加状態でチルトアップまた
はチルトダウン方向の自由度を 2方向以上取り得る分子
配列であることを特徴とする液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein an oblique electric field is at least within one pixel between the two substrates arranged to face each other with respect to a vertical normal direction between the two substrates.
The liquid crystal molecules are formed in two or more directions, and the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer are in a splay arrangement when no voltage is applied, and have a tilting up or tilting down degree of freedom in two or more directions when a voltage is applied. Liquid crystal display device characterized by.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の液晶表示
素子において、 前記対向配置された少なくとも一方の電極付き基板は、
前記最も広い部分の幅が 30 μm 以下であり、 前記ネマティック液晶組成物は、前記基板表面上で液晶
分子長軸−方向に配列させるチルト配向を誘起する手段
を有しており、 2枚の基板上での液晶分子配列方向の交
差角をθ( 0°≦θ≦90°)とし、 2枚の基板表面上で
のプレチルト角によって液晶をユニフォームツイスト配
列させるように決まるツイスト角をψとし、前記液晶
層に電界を印加しない状態で、前記ψが±θ(ここで、
ツイスト方向が左回りの時+、右回りの時−とする。)
のとき、液晶のツイスト角ωが±θ+ 180°または±θ
− 180°であり、前記ψが±(θ− 180°)のとき、液
晶ツイスト角ωが±θ(以上、複号同順)であることを
特徴とする液晶表示素子。
In the liquid crystal display device 3. A process according to claim 1 or claim 2 Symbol mounting, at least one electrode substrate with the oppositely disposed,
The width of the widest part is 30 μm or less, the nematic liquid crystal composition has a means for inducing a tilt alignment to be aligned in the long-axis direction of liquid crystal molecules on the surface of the substrate, and the two substrates the crossing angle of the liquid crystal molecular alignment direction of the above and θ (0 ° ≦ θ ≦ 90 °), Ruth ist angle KOR so as to uniform twist orientations of LC and ψ by the pretilt angle on the two substrate surface Then , with no electric field applied to the liquid crystal layer, ψ is ± θ (where,
When the twist direction is counterclockwise, it is +, and when it is clockwise, it is −. )
, The liquid crystal twist angle ω is ± θ + 180 ° or ± θ
A liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal twist angle ω is ± θ (the above is the same order as the compound sign) when −180 ° and ψ is ± (θ−180 °).
【請求項4】 請求項1ないし請求項のいずれか1項
記載の液晶表示素子において、 前記対向配置された両基板は、前記両基板電極の素子法
線方向での断面形状を見たとき、下基板の導電体部のう
ち上基板の導電体部に重ならない部位の幅をRE、上
の導電体部のうち下基板の導電体部に重ならない部位
幅をFE、両基板とも導電体部である幅をEE、両基
板とも非導電体部である幅をSSとし、少なくとも各画
素毎に前記両基板の前記REまたはFEの幅の部位を有
する前記導電体部がそれぞれ電気的にひとつにつながっ
ているとき、 RE・SS・FE・SS・RE・SS・FE・SS・…
とSSを挟んでREとFEが交互に順に配置される断面
形状となる電極構造であり、 記ネマティック液晶組成物は、前記基板表面上で液晶
分子長軸を一方向に配列させるチルト配向を誘起する手
段を有しており、 2枚の基板上での液晶分子配列方向の
交差角がθ( 0°≦θ≦90°)であり、 2枚の基板表面
上でのチルト配向によって液晶組成物をユニフォームツ
イスト配列させるように決まるツイスト角がψであり、
晶組成物に電界を印加しない状態で、前記ψが±θ
(ここでツイスト方向が左回りの時+、右回りの時−と
する。)のとき、液晶のツイスト角ωが±θ+180 °ま
たは、±θ−180 °であり、前記ψが±(θ−180 °)
の時、液晶のツイスト角ωが±θ(以上複号同順)であ
ることを特徴とする液晶表示素子。
4. A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, the substrates which are the opposite arrangement, when viewing the cross section of the element normal direction of the two substrates electrodes , conductive portions of the lower substrate
As not to overlap the width of the portion which does not overlap the conductive portions of the upper Chi substrate RE, the conductor portion of the inner lower substrate of the conductor portion of the upper group <br/> plate
Is FE, the width of both substrates is a conductor portion is EE, the width of both substrates is a non-conductor portion is SS, and at least each pixel has a portion of the width of RE or FE of both substrates.
When the conductor parts are electrically connected to each other, RE, SS, FE, SS, RE, SS, FE, SS, ...
And across the SS RE and FE are electrode structures comprising a cross section that is arranged in order to alternately, before Symbol nematic liquid crystal composition, a tilted alignment to align the liquid crystal molecules long axis in one direction on the substrate surface It has a means for inducing, the crossing angle of the liquid crystal molecule alignment direction on the two substrates is θ (0 ° ≤ θ ≤ 90 °), and the liquid crystal composition by the tilt alignment on the surface of the two substrates. things and Ri der Ruth ist angle ψ KOR so as to uniform twist arrangement,
In a state where no electric field is applied to the liquid crystal composition, wherein ψ is ± theta
(Here, when the twist direction is counterclockwise +, and when it is clockwise-), the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ + 180 ° or ± θ−180 °, and ψ is ± (θ− 180 °)
At the time, the liquid crystal display element is characterized in that the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ (the same as above in the double sign order).
【請求項5】5. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項Any one of claims 1 to 3
記載の液晶表示素子においてIn the described liquid crystal display element 、前記対向配置された両基, The oppositely arranged groups
板は、前記両基板電極の素子法線方向での断面形状を見Check the cross-sectional shape of the plate in the element normal direction of both substrate electrodes.
たとき、下基板の導電体部のうち上基板の導電体部に重Of the conductors on the lower board,
ならない部位の幅をRE、上基板の導電体部のうち下基The width of the part that does not become RE is the lower part of the conductor part of the upper substrate.
板の導電体部に重ならない部位の幅をFE、両基板ともThe width of the part that does not overlap the conductor part of the plate is FE, and both boards are
導電体部である幅をEE、両基板とも非導電体部であるThe width of the conductor portion is EE, and both substrates are non-conductor portions.
幅をSSとし、少なくとも各画素毎に前記両基板の前記The width is set to SS, and at least for each pixel,
REまたはFEの幅の部位を有する前記導電体部がそれThe conductor part having a portion of the width of RE or FE is
ぞれ電気的にひとつにつながっているとき、When each is electrically connected, RE・EE・FE・EE・RE・EE・FE・EE・…RE ・ EE ・ FE ・ EE ・ RE ・ EE ・ FE ・ EE ・ ...
とEEを挟んでREとFEが交互に順に配置される断面And EE sandwiched between RE and FE are alternately arranged in order
形状となる電極構造であり、It is a shape electrode structure, 前記ネマティック液晶組成物は、前記基板表面上で液晶The nematic liquid crystal composition is a liquid crystal on the substrate surface.
分子長軸を一方向に配列させるチルト配向を誘起する手A hand that induces a tilt alignment that aligns the molecular long axis in one direction.
段を有しており、Has steps, 2 2 枚の基板上での液晶分子配列方向のOf the alignment direction of liquid crystal molecules on a single substrate
交差角がθ(The intersection angle is θ ( 0 0 °≦θ≦° ≤ θ ≤ 9090 °)であり、°), 2 2 枚の基板表面The surface of the substrate
上でのチルト配向によって液晶組成物をユニフォームツThe liquid crystal composition is made uniform by the tilt alignment above.
イスト配列させるように決まるツイスト角がψであり、The twist angle that is decided to be arranged in the twist is ψ,
液晶組成物に電界を印加しない状態で、前記ψが±θIn the state where no electric field is applied to the liquid crystal composition, ψ is ± θ
(ここでツイスト方向が左回りの時+、右回りの時−と(Here, when the twist direction is counterclockwise +, and when it is clockwise-
する。)のとき、液晶のツイスト角ωが±θ+To do. ), The liquid crystal twist angle ω is ± θ + 180 180 °ま°
たは、±θ−Or ± θ- 180 180 °であり、前記ψが±(θ−And ψ is ± (θ− 180 180 °)°)
の時、液晶のツイスト角ωが±θ(以上複号同順)であWhen, the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ (above compound number same order)
ることを特徴とする液晶表示素子。A liquid crystal display element characterized by the following.
【請求項6】6. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項Any one of claims 1 to 3
記載の液晶表示素子において、In the liquid crystal display element described, 前記対向配置された両基板は、前記両基板電極の素子法The two substrates arranged opposite to each other are the element method of the both substrate electrodes.
線方向での断面形状を見たとき、下基板の導電体部のうWhen looking at the cross-sectional shape in the line direction,
ち上基板の導電体部に重ならない部位の幅をRE、上基The width of the part that does not overlap the conductor part of the upper substrate is RE,
板の導電体部のうち下基板の導電体部に重ならない部位A part of the conductor part of the board that does not overlap the conductor part of the lower board
の幅をFE、両基板とも導電体部である幅をEE、両基Is FE, the width of both boards is the conductive part, EE,
板とも非導電体部である幅をSSとし、少なくとも各画The width of the non-conductor part of the plate is SS, and at least each image is
素毎に前記両基板の前記REまたはFEの幅の部位を有Each substrate has a part of the width of the RE or FE of both the boards.
する前記導電体部がそれぞれ電気的にひとつにつながっThe conductive parts are electrically connected to each other.
ているとき、When RE・FE・RE・FE・RE・FE・RE・FE・…RE ・ FE ・ RE ・ FE ・ RE ・ FE ・ RE ・ FE ・ ...
とREとFEとが交互に順に配置される断面形状となるAnd RE and FE have a cross-sectional shape in which they are alternately arranged in order.
電極構造であり、Electrode structure, 前記ネマティック液晶組成物は、前記基板表面上で液晶The nematic liquid crystal composition is a liquid crystal on the substrate surface.
分子長軸を一方向に配列させるチルト配向を誘起する手A hand that induces a tilt alignment that aligns the molecular long axis in one direction.
段を有しており、Has steps, 2 2 枚の基板上での液晶分子配列方向のOf the alignment direction of liquid crystal molecules on a single substrate
交差角がθ(The intersection angle is θ ( 0 0 °≦θ≦° ≤ θ ≤ 9090 °)であり、°), 2 2 枚の基板表面The surface of the substrate
上でのチルト配向によって液晶組成物をユニフォームツThe liquid crystal composition is made uniform by the tilt alignment above.
イスト配列させるように決まるツイスト角がψであり、The twist angle that is decided to be arranged in the twist is ψ,
液晶組成物に電界を印加しない状態で、前記ψが±θIn the state where no electric field is applied to the liquid crystal composition, ψ is ± θ
(ここでツイスト方向が左回りの時+、右回りの時−と(Here, when the twist direction is counterclockwise +, and when it is clockwise-
する。)のとき、液晶のツイスト角ωが±θ+To do. ), The liquid crystal twist angle ω is ± θ + 180 180 °ま°
たは、±θ−Or ± θ- 180 180 °であり、前記ψが±(θ−And ψ is ± (θ− 180 180 °)°)
の時、液晶のツイスト角ωが±θ(以上複号同順)であWhen, the twist angle ω of the liquid crystal is ± θ (above compound number same order)
ることを特徴とする液晶表示素子。A liquid crystal display element characterized by the following.
【請求項7】 請求項1ないし請求項のいずれか1項
記載の液晶表示素子において、 前記液晶組成物は正または負の誘電率異方性を有する液
晶からなり、 電界を印加した際に取り得る 2方向以上のチルト方向
は、前記正の誘電率異方性を有する液晶の場合チルトア
ップ方向であり、前記負の誘電率異方性を有する液晶の
場合チルトダウン方向であり、 前記両基板における液晶分子配列は、液晶のプレチルト
角の差を 0.5°以下とする液晶分子配列であり、前記プ
レチルト角α0 を得る方向が上下で同一方向であるベン
ド状の配向からなる液晶分子配列であることを特徴とす
る液晶表示素子。
7. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid crystal composition a liquid crystal having a positive or negative dielectric anisotropy, when an electric field is applied to The tilt directions of two or more possible directions are a tilt-up direction in the case of the liquid crystal having the positive dielectric anisotropy, and a tilt-down direction in the case of the liquid crystal having the negative dielectric anisotropy. liquid crystal molecular alignment in the substrate, the difference in the pretilt angle of the liquid crystal is a liquid crystal molecule array to 0.5 ° or less, the liquid direction to obtain the pretilt angle α0 is ing from the bend-shaped alignment in the same direction at upper and lower crystal molecules A liquid crystal display element, which is an array.
【請求項8】 請求項1ないし請求項のいずれか1項
記載の液晶表示素子において、 1画素毎の電極構造が前記両基板ともに各画素の少なく
とも一部分で導電体部と非導電体部からなるストライプ
状の形状となっていることを特徴とする液晶表示素子。
8. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7, at least the conductive portion is a portion and the non-conductive portion of each pixel electrode structure both the two substrates for each pixel A liquid crystal display element having a striped shape.
【請求項9】9. 請求項1ないし請求項8のいずれか1項Any one of claims 1 to 8.
記載の液晶表示素子において、In the liquid crystal display element described, 電極間隔Dより短い突起を前記両基板の少なくとも一方A protrusion shorter than the electrode interval D is provided on at least one of the both substrates.
に設けてなることを特徴とする液晶表示素子。A liquid crystal display device characterized by being provided in.
【請求項10】 対向配置された電極付き基板と、この
基板間に挟持されたネマティック液晶組成物からなる液
晶層とからなり、前記対向配置された電極付き基板が電
極構造として 1 画素毎に最も広い部分の幅が 50 μ m
下である導電体部と最も広い部分の幅が 50 μ m 以下で
ある非導電体部とからなる領域をそれぞれ有する液晶表
示素子において、 前記対向配置された両基板間において、少なくとも 1
素毎に画素内の一部の領域で前記導電体部と前記非導電
体部とが対向しており、かつ前記非導電体部の最も狭い
部分の幅をSとし、前記対向配置された両基板の電極間
隔をDとしたとき、D≧S/ 2 の関係が満たされてお
り、 前記液晶層が、電界を印加した際のチルト方向が 2 方向
以上取り得る分子配列を有する液晶組成物からなり、 前記電極上に透光性保護膜が形成され、この透光性保護
膜の屈折率が前記電極材料の屈折率の 0.9〜1.1 倍であ
ることを特徴とする液晶表示素子。
10. A substrate with electrodes arranged to face each other, and
Liquid consisting of nematic liquid crystal composition sandwiched between substrates
Crystal layer, and the substrate with electrodes arranged oppositely is electrically charged.
The width of the widest portion in each pixel as a pole structure 50 mu m or more
The width of the widest portion and the conductor portion is below the following 50 mu m
A liquid crystal surface having regions each consisting of a certain non-conductor part
In the element shown in the figure , at least one screen is placed between the two substrates arranged to face each other.
For each element, the conductive portion and the non-conductive portion are partially formed in the pixel.
The body part is opposite, and the non-conductor part is the narrowest
The width of the portion is S, and between the electrodes of the two substrates arranged to face each other.
When the distance is D, the relation of D ≧ S / 2 is satisfied.
Ri, the liquid crystal layer, the tilt directions in two directions when an electric field is applied
It is composed of a liquid crystal composition having a molecular arrangement that can be taken as described above, and a transparent protective film is formed on the electrode, and the refractive index of this transparent protective film is 0.9 to 1.1 times the refractive index of the electrode material. Liquid crystal display device characterized by.
【請求項11】 液晶表示素子と、この液晶表示素子に
平行光を入射する手段と、前記入射された平行光を前記
液晶表示素子にて制御する手段と、前記制御された光の
進行方向のうち、一部の方向の光を投影する光学系を用
いる手段とからなる投影型液晶表示装置であって、 前記液晶表示素子は請求項1ないし請求項10のいずれ
か1項記載の液晶表示素子であることを特徴とする液晶
表示装置。
11. A liquid crystal display element, means for injecting parallel light to the liquid crystal display element, means for controlling the incident parallel light by the liquid crystal display element, and means for controlling the traveling direction of the controlled light. 11. A projection type liquid crystal display device comprising a means for using an optical system for projecting light in a part of the directions, wherein the liquid crystal display element is the liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 10. And a liquid crystal display device.
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