JPH0387722A - Back face projection type liquid crystal display device - Google Patents

Back face projection type liquid crystal display device

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JPH0387722A
JPH0387722A JP1223058A JP22305889A JPH0387722A JP H0387722 A JPH0387722 A JP H0387722A JP 1223058 A JP1223058 A JP 1223058A JP 22305889 A JP22305889 A JP 22305889A JP H0387722 A JPH0387722 A JP H0387722A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
light
display element
type liquid
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Pending
Application number
JP1223058A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomonori Korishima
友紀 郡島
Yoshinori Hirai
良典 平井
Yutaka Nakagawa
豊 中川
Masao Ozeki
正雄 尾関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve contrast by providing an optical means for removing scattering light between a transmission-scattering type liquid crystal display element and a screen. CONSTITUTION:The light emitted from a light source 1 transmits the transmission-scattering type liquid crystal display element 2 straightly as it is while the picture elements of the liquid crystal display element 2 is in a transmission state. The light passes through the optical means for removing the scattering light and is projected onto the screen 11 so that the light is eventually visually recognized as a bright display. The light emitted from the light source 1 is scattered by the transmission-scattering type liquid crystal display element 2 while the picture elements of the liquid crystal display element 2 are in the scattering state; therefore, the light is removed by the optical means for removing the scattering light and is the arrival of this light at the screen is substantially prevented. Thus, the bright and high contrast ratio is easily obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、透過−散乱型液晶表示素子を用いた背面投射
型液晶表示装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rear projection type liquid crystal display device using a transmission-scattering type liquid crystal display element.

[従来の技術] 液晶デイスプレィは、近年その低消費電力、低電圧駆動
等の特長を生かして時計、電卓、各種家庭電気製品をは
じめ、パーソナルワードプロセッサー、ハンドベルトコ
ンピューター、ポケットTV等の高密度高性能の表示装
置にまでに広く利用されている。
[Conventional technology] In recent years, liquid crystal displays have been used in high-density, high-performance applications such as watches, calculators, various home appliances, personal word processors, hand belt computers, pocket TVs, etc. by taking advantage of their low power consumption and low voltage drive characteristics. It is widely used in display devices.

このような液晶表示素子は、TN(ツイストネマチック
)型液晶を用いるものが主流となっている。
The mainstream of such liquid crystal display elements is one using TN (twisted nematic) type liquid crystal.

従来は、TN型液晶表示素子では、漏れ電流は極めて小
さく、消費電力が少ないので、電池を電源とする用途に
は適しており、主として反射型で使用されていた。
Conventionally, TN type liquid crystal display elements have extremely small leakage current and low power consumption, so they are suitable for applications using batteries as a power source, and have been mainly used as reflective types.

しかし、室内で使用する用途に関しては、ACラインか
ら電源をとるため、この低消費電力というメリットは重
要でなくなり、見映えのよい表示が求められている。
However, when used indoors, the power is taken from the AC line, so this advantage of low power consumption is no longer important, and a good-looking display is required.

このため、このTN型液晶表示素子に光源を組み合わせ
て透過型液晶表示装置として使用されることが増えてき
ている。
For this reason, this TN type liquid crystal display element is increasingly being used in combination with a light source as a transmission type liquid crystal display device.

[発明の解決しようとする課題] しかし、TN型液晶表示素子では、2枚の偏光板を必要
とするので、光の透過率が小さいという問題点を有して
いる。特に、カラーフィルターを用いてカラー表示を行
う場合には、入射する光の数%しか利用できないことと
なり、強い光源を必要とし、そのため結果として消費電
力を増加させたり、光源の発熱による液晶表示素子への
影響という問題点を生じていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since the TN type liquid crystal display element requires two polarizing plates, it has a problem of low light transmittance. In particular, when color display is performed using a color filter, only a few percent of the incident light can be used, requiring a strong light source, which results in increased power consumption and the liquid crystal display element due to heat generation from the light source. This caused the problem of impact on the

一方、電極付基板間に、液晶物質が樹脂マトリクス中に
分散保持され、その樹脂マトリクスの屈折率が使用する
液晶物質の常光屈折率(n、)とほぼ一致するようにさ
れた液晶樹脂複合体を挟持してなる透過−散乱型液晶素
子が主として窓等の調光体として、注目されてきている
。また、この透過−散乱型液晶素子を表示装置として使
用することも提案されている。
On the other hand, a liquid crystal resin composite in which a liquid crystal material is dispersed and held in a resin matrix between the electrode-attached substrates, and the refractive index of the resin matrix is made to almost match the ordinary refractive index (n,) of the liquid crystal material used. A transmission-scattering type liquid crystal element formed by sandwiching a light source has been attracting attention mainly as a light control body for windows and the like. It has also been proposed to use this transmission-scattering liquid crystal element as a display device.

この透過−散乱型液晶素子は、偏光板を使用しなくてよ
いため、基本的には極めて明るい表示が容易に得られる
という利点を有している。
This transmission-scattering type liquid crystal element does not require the use of a polarizing plate, so basically it has the advantage that an extremely bright display can be easily obtained.

しかし、この透過−散乱型液晶素子は、裏側に光源を配
置して前方から直視すると、透過部分から光が透過して
くるのみでなく、散乱部分からも光が散乱して漏れてく
るため、調光体としてはあまり問題にならなかったが、
表示装置としては見た目のコン外ラストがよくないとい
う問題点を有している。このため、光源を併用した表示
装置としては、なかなか実用化が困難であった。
However, when viewing this transmissive-scattering liquid crystal element directly from the front with a light source placed on the back side, not only does light pass through the transmissive part, but light also scatters and leaks from the scattering part. It wasn't much of a problem as a light control body, but
As a display device, it has a problem in that it has a poor visual appearance. For this reason, it has been difficult to put it into practical use as a display device that also uses a light source.

また、この透過−散乱型液晶素子を通常のブ、ロジェク
ションテレビのように大型のスクリーンに投射すること
も提案されている。しかし、この場合には、小型の透過
−散乱型液晶素子を十倍以上にも拡大して表示するため
、スペースが大幅に必要とするため、テレビのような特
定の目的にしか使用できないという問題点があった。
It has also been proposed that this transmission-scattering liquid crystal element be used to project images onto a large screen like a normal projection television. However, in this case, the small transmissive-scattering liquid crystal element is magnified more than 10 times for display, which requires a large amount of space, so there is a problem that it can only be used for specific purposes such as televisions. There was a point.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたちのであり
、電極付基板間に、液晶物質が樹脂マトリクス中に分散
保持され、その樹脂マトリクスの屈折率が使用する液晶
物質の常光屈折率(n、)とほぼ一致するようにされた
液晶樹脂複合体を挟持してなる透過−散乱型液晶表示素
子と、その片側に配置された光源と、その反対側に配置
されたスクリーンと、その透過−散乱型液晶表示素子と
スクリーンとの間に配置された散乱光を除去する光学手
段とからなる背面投射型液晶表示装置、及び、その散乱
光を除去する光学手段が、マイクロレンズアレイとスリ
ットとからなることを特徴とする背面投射型液晶表示装
置を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems.A liquid crystal substance is dispersed and held in a resin matrix between electrode-attached substrates, and the refractive index of the resin matrix is A transmission-scattering liquid crystal display element sandwiching a liquid crystal resin composite whose index of refraction (n,) is almost the same as the ordinary refractive index (n) of the liquid crystal material used, a light source disposed on one side of the element, and a light source on the other side. A rear projection type liquid crystal display device comprising a screen disposed on the screen, and an optical means for removing scattered light disposed between the transmission-scattering type liquid crystal display element and the screen, and an optical means for removing the scattered light. The present invention provides a rear projection type liquid crystal display device characterized in that the means comprises a microlens array and a slit.

本発明の透過−散乱型液晶表示素子では、対の電極付基
板間に挟持される液晶材料として、電気的に散乱状態と
透過状態とを制御しつる液晶樹脂複合体を用いているた
め、偏光板が不要であり、透過時の光の透過率を大幅に
向上できる。このため、明るい表示が可能であり、明る
くコントラスhの良い表示が得られる。
In the transmission-scattering type liquid crystal display element of the present invention, a liquid crystal resin composite that electrically controls the scattering state and the transmission state is used as the liquid crystal material sandwiched between the pair of electrode-attached substrates. No plate is required, and the transmittance of light during transmission can be greatly improved. Therefore, a bright display is possible, and a bright display with good contrast h can be obtained.

また、TN型液晶表示素子に必須の配向処理や発生する
静電気による配向の不良、電極や能動素子の破壊といっ
た問題点も避けられるので、液晶表示素子の製造歩留り
を大幅に向上させることができる。
Furthermore, problems such as alignment treatment essential for TN-type liquid crystal display elements, poor alignment due to generated static electricity, and destruction of electrodes and active elements can be avoided, so the manufacturing yield of liquid crystal display elements can be significantly improved.

さらに、この液晶樹脂複合体は、硬化後はフィルム状に
なっているので、基板の加圧による基板間短絡や、スペ
ーサーの移動による電極、配向、能動素子の破壊といっ
た問題点も生じにくい。
Furthermore, since this liquid crystal resin composite is in the form of a film after curing, problems such as short circuits between substrates due to pressurization of the substrates and destruction of electrodes, alignment, and active elements due to movement of spacers are less likely to occur.

また、各画素に能動素子を設けたアクティブマトリクス
液晶表示素子とした場合、この液晶樹脂複合体は、比抵
抗が従来のTNモードの場合と同等であり、DS(動的
散乱)モードのように大きな蓄積容量を画素電極毎に設
けなくてもよく、能動素子の設計が容易で、かつ、液晶
表示素子の消費電力を少なく保つことができる。従って
、TNモードの従来の液晶表示素子の製造工程から、配
向膜形成工程を除くだけで製造が可能になるので、生産
が容易である。
Furthermore, in the case of an active matrix liquid crystal display element in which each pixel is provided with an active element, the resistivity of this liquid crystal resin composite is equivalent to that of the conventional TN mode, and it is similar to that of the DS (dynamic scattering) mode. It is not necessary to provide a large storage capacitor for each pixel electrode, the active element can be easily designed, and the power consumption of the liquid crystal display element can be kept low. Therefore, production is easy because the alignment film forming process can be removed from the manufacturing process of conventional TN mode liquid crystal display elements.

必要に応じて、画素電極に設けられる能動素子としては
、トランジスタ、ダイオード、非線形抵抗素子等があり
、必要に応じて1つの画素に2以上の能動素子が配置さ
れていてもよい。
If necessary, active elements provided in the pixel electrodes include transistors, diodes, nonlinear resistance elements, etc., and two or more active elements may be arranged in one pixel if necessary.

このような能動素子とこれに接続された画素電極とを設
けたアクティブマトリクス基板と、対向電極を設けた対
向電極基板との間に上記液晶樹脂複合体を挟んで液晶表
示素子とする。
The liquid crystal resin composite is sandwiched between an active matrix substrate provided with such an active element and a pixel electrode connected thereto, and a counter electrode substrate provided with a counter electrode to form a liquid crystal display element.

光源としては、従来から公知の光源が使用できる。特に
、液晶表示素子の面に均一に光が供給可能な面発光光源
が好ましい。また、点光源もしくは線光源を用いる場合
には、拡散板、導光板等を用いて、均一に供給されるよ
うにすればよい。
As the light source, a conventionally known light source can be used. In particular, a surface emitting light source that can uniformly supply light to the surface of the liquid crystal display element is preferable. Furthermore, when using a point light source or a line light source, a diffuser plate, a light guide plate, etc. may be used to ensure that the light is supplied uniformly.

本発明では、長い距離を投射するのではないため、通常
のプロジェクションテレビに用いるような大掛かりな投
射用光源は必要としなく、従来の通常の液晶表示素子に
用いられていたような光源で使用可能である。
Since the present invention does not project over a long distance, it does not require a large-scale projection light source like that used in ordinary projection televisions, and can be used with the same light source used in conventional ordinary liquid crystal display elements. It is.

透過−散乱型液晶表示素子とスクリーンとの間に配置さ
れる散乱光を除去する光学手段としては、透過−散乱型
液晶表示素子に対して光源とは反対の側に近接配置され
たスクリーンに、透過−散乱型液晶表示素子を透過して
きた光のみを到達させ、透過−散乱型液晶表示素子で散
乱した光はカットすることができる光学手段であれば使
用できる。
The optical means for removing scattered light disposed between the transmissive-scattering liquid crystal display element and the screen includes a screen disposed close to the transmissive-scattering liquid crystal display element on the opposite side from the light source. Any optical means can be used as long as it allows only the light that has passed through the transmission-scattering type liquid crystal display element to reach the device and cuts off the light that has been scattered by the transmission-scattering type liquid crystal display element.

具体的には、マイクロレンズアレイとスリットとからな
る光学系がある。この場合には、透過−散乱型液晶表示
素子を透過してきた直進光のみがマイクロレンズで集光
され、その焦点の位置に配置されたスリットを透過し、
スクリーンに光が到達する。一方、透過−散乱型液晶表
示素子の散乱部分で散乱させられた光は直進してこない
ため、マイクロレンズで集光されてもその焦点を通過し
なく、スリットにより遮られるため、スクリーンには到
達しない。
Specifically, there is an optical system consisting of a microlens array and a slit. In this case, only the straight light that has passed through the transmission-scattering type liquid crystal display element is focused by the microlens, and transmitted through a slit placed at the focal point of the microlens.
Light reaches the screen. On the other hand, the light scattered by the scattering part of the transmissive-scattering liquid crystal display element does not travel straight, so even if it is focused by the microlens, it does not pass through the focal point and is blocked by the slit, so it does not reach the screen. do not.

これにより、散乱光は除去され、直進してきた透過光の
みがスクリーンに到達するので、コントラストのよい明
るい表示が得られる。
As a result, scattered light is removed and only transmitted light that has traveled straight reaches the screen, resulting in a bright display with good contrast.

このスリットは、マイクロレンズアレイの焦点の位置に
小さな孔が開いた板状のものであればよい。
This slit may be a plate-shaped one with a small hole at the focal point of the microlens array.

また、マイクロレンズアレイとスリットとからなる光学
系の代わりに、孔の径に対して孔の長さが2倍以上の微
細な孔が多数開いた多孔板が使用できるが、透過光線が
充分活用できないので、表示が暗くなる。
In addition, instead of an optical system consisting of a microlens array and slits, a perforated plate with many fine holes whose length is more than twice the diameter of the hole can be used, but the transmitted light can be fully utilized. Since this is not possible, the display will be dark.

スクリーンは、マイクロレンズアレイとスリットの距離
と同じ距離だけスリットから離して配置すればよい。こ
れにより、スクリーン上には、透過−散乱型液晶表示素
子と同じ大きさに(等倍)に表示される。
The screen may be placed away from the slit by the same distance as the distance between the microlens array and the slit. Thereby, the image is displayed on the screen in the same size (same size) as the transmission-scattering type liquid crystal display element.

本発明では、液晶表示素子として、電極付基板間に液晶
物質が樹脂マトリクス中に分散保持され、その樹脂マト
リクスの屈折率が使用する液晶の常光屈折率(no)と
ほぼ一致するようにされた透過−散乱型の液晶樹脂複合
体を挟持した液晶表示素子を用いているため、明るく、
高いコントラスト比が容易に得られるという特長を有し
ている。
In the present invention, as a liquid crystal display element, a liquid crystal substance is dispersed and held in a resin matrix between substrates with electrodes, and the refractive index of the resin matrix is made to almost match the ordinary refractive index (no) of the liquid crystal used. Since it uses a liquid crystal display element sandwiching a transmission-scattering type liquid crystal resin composite, it is bright and
It has the advantage that a high contrast ratio can be easily obtained.

具体的には、本発明では、液晶表示素子として細かな孔
の多数形成された樹脂マトリクスとその孔の部分に充填
された液晶物質とからなる液晶樹脂複合体を電極付基板
間に挟持し、その電極間への電圧の印加状態により、そ
の液晶物質の屈折率が変化し、樹脂マトリクスの屈折率
と液晶物質の屈折率との関係が変化し、両者の屈折率が
一致した時には透過状態となり、屈折率が異なった時に
は散乱状態となるような液晶表示素子が使用できる。
Specifically, in the present invention, as a liquid crystal display element, a liquid crystal resin composite consisting of a resin matrix in which many fine holes are formed and a liquid crystal material filled in the hole portions is sandwiched between substrates with electrodes, Depending on the voltage applied between the electrodes, the refractive index of the liquid crystal material changes, and the relationship between the refractive index of the resin matrix and the refractive index of the liquid crystal material changes, and when the refractive indexes of the two match, it becomes a transparent state. , a liquid crystal display element can be used that is in a scattering state when the refractive index is different.

この細かな孔の多数形成された樹脂マトリクスとその孔
の部分に充填された液晶物質とからなる液晶樹脂複合体
は、マイクロカプセルのような液泡内に液晶物質が封じ
込められたような構造であるが、個々のマイクロカプセ
ルが完全に独立していなくてもよく、多孔質体のように
個々の液晶物質の液泡が細隙を介して連通していてもよ
い。
A liquid crystal resin composite consisting of a resin matrix with many fine pores and a liquid crystal substance filled in the pores has a structure in which the liquid crystal substance is sealed in liquid bubbles like microcapsules. However, the individual microcapsules do not have to be completely independent, and the individual liquid crystal bubbles may be connected through slits as in a porous body.

本発明の液晶表示素子に用いる液晶樹脂複合体は、液晶
物質と、樹脂マトリクスを構成する材料とを混ぜ合わせ
て溶液状またはラテックス状にしておいて、これを光硬
化、熱硬化、溶媒除去による硬化、反応硬化等させて樹
脂マトリクスを分離し、樹脂マトリクス中に液晶物質が
分散した状態をとるようにすればよい。
The liquid crystal resin composite used in the liquid crystal display element of the present invention is prepared by mixing a liquid crystal substance and a material constituting the resin matrix to form a solution or latex, and then curing this by photocuring, heat curing, or solvent removal. The resin matrix may be separated by curing, reaction curing, etc., and the liquid crystal material may be dispersed in the resin matrix.

使用する樹脂を、光硬化または熱硬化タイプにすること
により、密閉系内で硬化できるため好ましい。
It is preferable to use a photocuring or thermosetting resin as the resin used, since it can be cured in a closed system.

特に、光硬化タイプの樹脂を用いることにより、熱によ
る影響を受けなく、短時間で硬化させることができ好ま
しい。
In particular, it is preferable to use a photocurable resin because it can be cured in a short time without being affected by heat.

具体的な製法としては、従来の通常の液晶表示素子の製
造方法ヒ同様に、シール材を用いてセルを形成し、注入
口から未硬化の樹脂マトリクスと液晶物質との混合物を
注入し、注入口を封止して後、光照射をするか加熱して
硬化させることもできる。
The specific manufacturing method is similar to the conventional manufacturing method for liquid crystal display elements, in which a cell is formed using a sealing material, a mixture of an uncured resin matrix and a liquid crystal substance is injected through an injection port, and a After the entrance is sealed, it can be cured by irradiation with light or by heating.

また、本発明の液晶表示素子の場合には、シール材を用
いな(、例えば、一方の電極付基板上に未硬化の樹脂マ
トリクスと液晶物質との混合物を供給し、その後、他方
の電極付基板を重ねて、光照射等により硬化させること
もできる。
In addition, in the case of the liquid crystal display element of the present invention, a sealing material is not used (for example, a mixture of an uncured resin matrix and a liquid crystal substance is supplied onto one substrate with electrodes, and then the other substrate with electrodes is attached). The substrates can also be stacked and cured by light irradiation or the like.

もちろん、その後、周辺にシール材を塗布して周辺をシ
ールしてもよい。この製法によれば、単に未硬化の樹脂
マトリクスと液晶物質との混合物をロールコーし、スピ
ンコード、印刷、デイスペンサーによる塗布等の供給を
すればよいため、注入工程が簡便であり、生産性が極め
てよい。
Of course, after that, a sealing material may be applied to the periphery to seal the periphery. According to this manufacturing method, the mixture of uncured resin matrix and liquid crystal substance is simply roll-coated and supplied by spin cord, printing, application with a dispenser, etc., so the injection process is simple and productivity is high. Extremely good.

また、これらの未硬化の樹脂マトリクスと液晶物質との
混合物には、基板間隙制御用のセラミック粒子、プラス
チック粒子、ガラス繊維等のスペーサー、顔料、色素、
粘度調整剤、その池水発明の性能に悪影響を与えない添
加剤を添加してもよい。
In addition, the mixture of these uncured resin matrices and liquid crystal substances contains spacers such as ceramic particles, plastic particles, and glass fibers for controlling the gap between the substrates, pigments, dyes,
Viscosity modifiers, additives that do not adversely affect the performance of the invention may be added.

この素子に、この硬化工程の際に特定の部分のみに十分
高い電圧を印加した状態で硬化させるここにより、その
部分を常に光透過状態にすることができるので、固定表
示したいものがある場合には、そのような常透過部分を
形成してもよい。
During the curing process, this element is cured by applying a sufficiently high voltage only to a specific part, so that part can always be in a light-transmitting state, so if there is something you want to display in a fixed manner, may form such a normally transparent portion.

このような本発明の液晶樹脂複合体を使用した液晶表示
素子の応答時間は、電圧印加の立ち上りが3N50ms
ec程度、電圧除去の立ち下がり10〜80m5ec程
度であり、従来のTNモードの液晶表示素子よりも速い
The response time of a liquid crystal display element using such a liquid crystal resin composite of the present invention is that the rise of voltage application is 3N50ms.
ec, and the fall of voltage removal is about 10 to 80 m5 ec, which is faster than the conventional TN mode liquid crystal display element.

また、その電圧−透過率の電気光学特性は、従来のTN
モードの液晶表示素子よりも比較的なだらかであり、階
調表示のための駆動も容易である。
In addition, its voltage-transmittance electro-optical characteristics are different from that of conventional TN.
The mode is relatively gentler than that of a liquid crystal display element, and it is easier to drive for gradation display.

なお、この液晶樹脂複合体を使用した液晶表示素子の透
過状態での透過率は高いほどよく、散乱状態でのヘイズ
値は80%以上であることが好ましい。
Note that the higher the transmittance of a liquid crystal display element using this liquid crystal resin composite in a transmission state, the better, and the haze value in a scattering state is preferably 80% or more.

本発明では、電圧を印加している状態で、樹脂マトリク
ス(硬化後の)の屈折率が、使用する液晶物質の常光屈
折率(no)と一致するようにされる。
In the present invention, under applied voltage, the refractive index of the resin matrix (after curing) is made to match the ordinary refractive index (no) of the liquid crystal material used.

これにより、樹脂マトリクスの屈折率と液晶物質の屈折
率とが一致した時に光が透過し、致しない時に光が散乱
(白濁)することになる。この素子の散乱性は、従来の
DSモードの液晶表示素子の場合よりも高く、高いコン
トラスト比の表示が得られる。
As a result, when the refractive index of the resin matrix and the refractive index of the liquid crystal substance match, light is transmitted, and when they do not match, the light is scattered (cloudy). The scattering properties of this element are higher than those of conventional DS mode liquid crystal display elements, and a display with a high contrast ratio can be obtained.

使用する液晶物質の屈折率異方性Δn(二〇。Refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material used (20.

−n、)は、無電界時における散乱性に寄与し、高い散
乱性を得るには、ある程度以上大きいことが好ましく、
具体的にはΔn>0.18が好ましい条件である。また
、使用する液晶の常光屈折率n0は樹脂マトリクスの屈
折率n、とほぼ一致するこヒが好ましく、この時電界印
加時に高い透明性が得られる。具体的にはno  O−
03< np< n。
-n, ) contributes to scattering properties in the absence of an electric field, and in order to obtain high scattering properties, it is preferable that it is larger than a certain level,
Specifically, a preferable condition is Δn>0.18. Further, it is preferable that the ordinary light refractive index n0 of the liquid crystal used is approximately equal to the refractive index n of the resin matrix, and in this case, high transparency can be obtained when an electric field is applied. Specifically, no O-
03<np<n.

+0.05の関係を満たすことが好ましい。It is preferable to satisfy the relationship of +0.05.

また、無電界時の散乱性を向上させるには、液晶樹脂複
合体の動作可能な液晶の体積分率Φを増加させることが
有効であり、Φ〉20%が好ましく、より高い散乱性を
有するにはΦ〉35%が好ましい。一方Φがあまり大き
くなると、液晶樹脂複合体の構造安定性が悪くなるため
、Φ〈70%が好ましい。
In addition, in order to improve the scattering property in the absence of an electric field, it is effective to increase the volume fraction Φ of the operable liquid crystal in the liquid crystal resin composite, and it is preferable that Φ>20%, which has higher scattering property. It is preferable that Φ>35%. On the other hand, if Φ becomes too large, the structural stability of the liquid crystal resin composite deteriorates, so Φ<70% is preferable.

本発明の液晶表示素子は、電界が印加されていない場合
は、配列していない液晶物質と、樹脂マトリクスの屈折
率の違いにより、散乱状態(つまり白濁状態)を示す。
When no electric field is applied, the liquid crystal display element of the present invention exhibits a scattering state (that is, a cloudy state) due to the difference in refractive index between the unaligned liquid crystal material and the resin matrix.

このため、本発明のように投射型表示装置として用いる
場合には、電極のない部分は光が散乱され、画素部分(
セグメント部分)以外の部分に遮光膜を設けなくても、
光が投射スクリーンに到達しないため、黒く見える。こ
のことにより、画素以外の部分からの光の漏れを防止す
るために、画素以外の部分を遮光膜等で遮光する必要が
ないこととなり、遮光膜の形成工程が不要となるという
利点も有する。
Therefore, when used as a projection display device as in the present invention, light is scattered in the areas without electrodes, and the pixel areas (
Even if there is no light-shielding film on parts other than segment parts),
It appears black because no light reaches the projection screen. This eliminates the need to shield parts other than the pixels with a light-shielding film or the like in order to prevent light leakage from the parts other than the pixels, and there is also the advantage that the step of forming a light-shielding film is not necessary.

これに所望の画素に電界を印加する。この電界を印加さ
れた画素部分では、液晶が配列し、液晶の常光屈折率(
no)と樹脂マトリクスの屈折率(np)とが一致する
ことにより透過状態を示し、当該所望の画素で光が透過
することとなり、投射スクリーンに明るく表示される。
An electric field is then applied to the desired pixel. In the pixel area to which this electric field is applied, the liquid crystal is aligned, and the ordinary refractive index of the liquid crystal (
When the refractive index (np) and the refractive index (np) of the resin matrix match, a transmission state is indicated, and light is transmitted through the desired pixel, resulting in a bright display on the projection screen.

この素子に、この硬化工程の際に特定の部分のみに充分
に高い電圧を印加した状態で硬化させてやることにより
、その部分を常に光透過状態とすることができるので、
固定表示したいものがある場合には、そのような常透過
部分を形成してもよい。
By curing this element while applying a sufficiently high voltage only to a specific part during the curing process, that part can always be in a light transmitting state.
If there is something that you want to display in a fixed manner, you may form such a normally transparent part.

また、本発明の背面投射型液晶表示装置は、カラーフィ
ルターを設けることによりカラー表示を行うことができ
る。このカラーフィルターは、単色であっても、複数色
であってもよく、高コントラスト化のためには光源側の
基板側に設けることが好ましい。このカラーフィルター
は、基板の内面側、即ち、電極面の上または下に設けて
もよいし、外側に設けてもよい。
Further, the rear projection type liquid crystal display device of the present invention can perform color display by providing a color filter. This color filter may be of a single color or of multiple colors, and in order to achieve high contrast, it is preferable to provide it on the substrate side on the light source side. This color filter may be provided on the inner surface of the substrate, that is, above or below the electrode surface, or may be provided on the outside.

また、液晶樹脂複合体中に染料、顔料等を混入しておく
ことにより、カラー表示を行うようにしでもよい。
Furthermore, color display may be performed by mixing dyes, pigments, etc. into the liquid crystal resin composite.

また、部分的に光源の色を変えたり、表示内容によって
、光源の色を変えて表示するようにしてもよい。
Further, the color of the light source may be partially changed, or the color of the light source may be changed depending on the display content.

第1図は、本発明の背面投射型液晶表示装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a rear projection type liquid crystal display device of the present invention.

第1図において、 1は光源、2は液晶表示素子、 3
.4はガラス、プラスチック等の基板、5はトランジス
タ、ダイオード、非線形抵抗素子等の能動素子% 6.
7はI T O(InaOs−SnOi)。
In Figure 1, 1 is a light source, 2 is a liquid crystal display element, 3
.. 4 is a substrate made of glass, plastic, etc.; 5 is an active element such as a transistor, diode, nonlinear resistance element, etc. 6.
7 is ITO (InaOs-SnOi).

5n02等の電極、8は液晶樹脂複合体、9はマイクロ
レンズアレイ、lOはその焦点に配置されたスリット、
11は画像が投射されるスクリーン、12はその下方の
観察者を示している。
5n02 electrode, 8 a liquid crystal resin composite, 9 a microlens array, IO a slit placed at its focal point,
Reference numeral 11 indicates a screen on which an image is projected, and 12 indicates an observer below the screen.

この液晶表示素子2は、一対の電極6.7を設けられた
基板3.4の間に、液晶物質が樹脂マトリクス中に分散
保持され、その樹脂マトリクスの屈折率が使用する液晶
物質の常光屈折率(no)とほぼ一致するようにされた
液晶樹脂複合体8を挟持してなる透過−散乱型液晶表示
素子である。
In this liquid crystal display element 2, a liquid crystal substance is dispersed and held in a resin matrix between a substrate 3.4 provided with a pair of electrodes 6.7, and the refractive index of the resin matrix is the ordinary light refraction of the liquid crystal substance used. This is a transmission-scattering type liquid crystal display element in which a liquid crystal resin composite 8 whose ratio (no) is almost the same as that of the liquid crystal resin composite 8 is sandwiched therebetween.

これにより、この透過−散乱型液晶表示素子の画素が透
過状態にある時には、光源lから出た光は液晶表示素子
2をそのまま直進透過し、マイクロレンズアレイ9によ
り集光され、その焦点に配置されたスリット10を通過
してスクリーン11に投射され、図の下方の観察者12
に明るい表示として視認されることとなる。また、この
透過−散乱型液晶表示素子の画素が散乱状態にある時に
は、光源lから出た光は液晶表示素子2で散乱されるた
め、マイクロレンズアレイ9により集光されるが、その
焦点に配置されたスリットlOをほとんど通過できずに
スクリーン11に投射され、図の下方の観察者12に暗
い表示として視認されることとなる。
As a result, when the pixels of the transmission-scattering type liquid crystal display element are in the transmission state, the light emitted from the light source 1 passes straight through the liquid crystal display element 2, is focused by the microlens array 9, and is placed at its focal point. It passes through the slit 10 and is projected onto the screen 11 for the viewer 12 at the bottom of the figure.
This will be visually recognized as a bright display. Furthermore, when the pixels of this transmissive-scattering type liquid crystal display element are in a scattering state, the light emitted from the light source 1 is scattered by the liquid crystal display element 2, and is focused by the microlens array 9, but at its focal point. The light is projected onto the screen 11 with almost no light passing through the arranged slits 1O, and is visually recognized by the viewer 12 at the bottom of the figure as a dark display.

この光源から液晶表示素子に入射する光は平行光線であ
ることが好ましい。しかし、本発明では通常の投射型表
示装置にように大画面に拡大表示するものでないため、
短い光路で投射されるため、完全に平行光線でなくても
表示が可能である。
It is preferable that the light incident on the liquid crystal display element from this light source be parallel rays. However, since the present invention does not provide enlarged display on a large screen like a normal projection display device,
Since the light is projected with a short optical path, display is possible even if the light beams are not completely parallel.

スリット10はマイクロレンズアレイ9の各焦点に配置
される。マイクロレンズアレイ9のマイクロレンズは、
上記例のようにドツト状の画素の場合には、1つの画素
に1個のマイクワレンズが対応するようにされればよい
。7セグメントによる臼の字表示やバーグラフの表示の
ように細長いセグメントを画素とする場合には、1つの
画素が複数のマイクロレンズに対応するようにされるこ
とが好ましい。また、画素がドツト状の場合、複数の画
素が1個のマイクロレンズに対応するようにされてもよ
い。例えば、RGBa色で3個の画素で現実には1個の
画素をフルカラーで表現する場合等、マイクロレンズで
左右反転もしくは上下反転して表示されても実質的に影
響がない。さらに、16個の画素が1個のマイクロレン
ズに対応する場合には、駆動の際に観察者が正常に見え
るように16個の画素群毎に左右反転かつ上下反転して
駆動するこヒにより、面倒ではあるが対応可能である。
A slit 10 is placed at each focal point of the microlens array 9. The microlenses of the microlens array 9 are
In the case of dot-shaped pixels as in the above example, one microlens may correspond to one pixel. When a pixel is a long and narrow segment such as a 7-segment mortar-shaped display or a bar graph display, it is preferable that one pixel corresponds to a plurality of microlenses. Furthermore, when the pixels are dot-shaped, a plurality of pixels may correspond to one microlens. For example, when actually expressing one pixel in full color using three pixels of RGBa color, there is virtually no effect even if the image is displayed horizontally or vertically inverted using a microlens. Furthermore, when 16 pixels correspond to one microlens, each 16 pixel group is driven horizontally and vertically inverted so that the observer can see normally during driving. Although it is troublesome, it can be handled.

表示装置の大きさ、画素の大きさ等にもよるが、マイク
ロレンズのピッチはおおむね0.1〜20mm、焦点距
離は0.1〜20mm程度ヒされる。
Although it depends on the size of the display device, the size of pixels, etc., the pitch of the microlenses is approximately 0.1 to 20 mm, and the focal length is approximately 0.1 to 20 mm.

もっとも、この焦点距離をあまり短(すると、散乱光が
除去されにくくなるので、焦点距離は1mm以上とする
ことが好ましい。
However, if this focal length is too short, it becomes difficult to remove scattered light, so it is preferable to set the focal length to 1 mm or more.

また、スリットの孔の径は、1個のマイクワレンズの大
きさ、即ち、マイクロレンズのピッチの数分の1から数
十分の1程度とされればよく、コントラスト比、明るさ
、個々のマイクロレンズの焦点距離のずれの程度等を考
慮して定められればよい。
In addition, the diameter of the slit hole should be approximately one-tenth of the size of one microlens, that is, one-tenth of the pitch of the microlens, and the contrast ratio, brightness, and individual It may be determined in consideration of the degree of deviation of the focal length of the microlens, etc.

また、マイクロレンズの形状は球面レンズとしてもよい
し、非球面レンズとしてもよい。細かい表示が必要な場
合には、非球面レンズとする方が収差を補正できるため
好ましい。
Moreover, the shape of the microlens may be a spherical lens or an aspherical lens. When detailed display is required, it is preferable to use an aspherical lens because aberrations can be corrected.

本発明の電極は、画素で両方の電極が対向するようにバ
ターニングされればよい。簡単なパターンの場合には、
通常の電極でよいが、複雑なパターンを表示する場合に
は、この液晶樹脂複合体を用いた液晶表示素子はダイナ
ミック駆動特性は良くないので、各画素に能動素子を設
けることが好ましい。能動素子を設ける場合、としてT
PT (薄膜トランジスタ)等の3端子素子を使用する
場合、反対側の電極基板は全画素共通のベタ電極を設け
ればよいが、MIM素子、PINダイオード等の2端子
素子を用いる場合には、複数のパターンにパターニング
をされる。
The electrodes of the present invention may be patterned so that both electrodes face each other in a pixel. For simple patterns,
Ordinary electrodes may be used, but when displaying a complicated pattern, it is preferable to provide an active element in each pixel since a liquid crystal display element using this liquid crystal resin composite has poor dynamic drive characteristics. When providing an active element, T
When using a 3-terminal element such as a PT (thin film transistor), it is sufficient to provide a solid electrode common to all pixels on the electrode substrate on the opposite side, but when using a 2-terminal element such as an MIM element or PIN diode, multiple It is patterned into a pattern.

また、能動素子を設ける場合、TPTを用いる場合には
、半導体材料としてはシリコンが好適であり、非晶質シ
リコン、多結晶シリコン等が使用できる。特に多結晶シ
リコンは、非晶質シリコンのように感光性がないため、
光源からの光を遮光膜により遮光しなくても誤動作しな
く、好ましい。この多結晶シリコンは2本発明のように
投射型液晶表示装置として用いる場合に、強い投射用光
源を利用でき、明るい表示が得られる。
Further, when providing an active element and using TPT, silicon is suitable as the semiconductor material, and amorphous silicon, polycrystalline silicon, etc. can be used. In particular, polycrystalline silicon is not as photosensitive as amorphous silicon, so
It is preferable that the light from the light source is not blocked by the light shielding film because malfunction does not occur. When this polycrystalline silicon is used as a projection type liquid crystal display device as in the present invention, a strong projection light source can be used and a bright display can be obtained.

また、従来のTN型液晶表示素子の場合には、画素間か
らの光の漏れを抑止するために、画素間に遮光膜を形成
することが多く、このついでに能動素子部分にも同時遮
光膜を形成することができ、能動素子部分に遮光膜を形
成することは全体の工程にあまり影響を与えない。即ち
、能動素子として多結晶シリコンを用いて、能動素子部
分に遮光膜を形成しないことにしても、画素間に遮光膜
を形成する必要があれば、工程を減らすことはできない
Furthermore, in the case of conventional TN-type liquid crystal display elements, a light-shielding film is often formed between the pixels in order to prevent light leakage from between the pixels, and at the same time, a light-shielding film is also formed on the active element part at the same time. Forming a light shielding film on the active element portion does not significantly affect the overall process. That is, even if polycrystalline silicon is used as the active element and no light shielding film is formed in the active element portion, if it is necessary to form a light shielding film between pixels, the number of steps cannot be reduced.

これに対して、本発明では、前述の如く、樹脂マLリク
スの屈折率が使用する液晶の常光屈折率(n、H:はぼ
一致するようにされた液晶樹脂複合体を使用しているた
め、電界を印加しない部分では光が散乱して投射された
スクリーン上では黒くなるため、画素間に遮光膜を形成
しなくてよい。このため、能動素子として多結晶シリコ
ンを用いた場合、能動素子部分に遮光膜を形成しなくて
もよいので、遮光膜を形成する工程をなくすことができ
、工程を減らすことができ、生産性が向上する。
In contrast, in the present invention, as described above, a liquid crystal resin composite is used in which the refractive index of the resin matrix almost matches the ordinary refractive index (n, H: n, H) of the liquid crystal used. Therefore, in areas where no electric field is applied, light is scattered and becomes black on the projected screen, so there is no need to form a light-shielding film between pixels.For this reason, when polycrystalline silicon is used as an active element, Since it is not necessary to form a light shielding film on the element portion, the step of forming a light shielding film can be eliminated, the number of steps can be reduced, and productivity can be improved.

本発明の背面投射型液晶表示装置は、このほか赤外線カ
ットフィルター、紫外線カツトフィルター等を積層した
り、文字、図形等を印刷したりしてもよいし、複数枚の
液晶表示素子を用いたりするようにしてもよい。
In addition, the rear projection type liquid crystal display device of the present invention may have an infrared cut filter, an ultraviolet cut filter, etc. laminated thereon, or may have characters, figures, etc. printed thereon, or may use a plurality of liquid crystal display elements. You can do it like this.

本発明では、前述の液晶樹脂複合体を構成する未硬化の
樹脂として光硬化性樹脂を用いる場合、光硬化ビニル系
樹脂の使用が好ましい。
In the present invention, when a photocurable resin is used as the uncured resin constituting the liquid crystal resin composite, it is preferable to use a photocurable vinyl resin.

具体的には、光硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に
、光照射によって重合硬化するアクリルオリゴマーを含
有するものが好ましい。
Specifically, photocurable acrylic resins are exemplified, and those containing acrylic oligomers that are polymerized and cured by light irradiation are particularly preferred.

本発明で使用される液晶物質は、樹脂マトリクスの屈折
率がその液晶物質の常光屈折率(no)と一致するよう
な液晶物質であり、単独で用いても組成物を用いても良
いが、動作温度範囲、動作電圧など種々の要求性能を満
たすには組成物を用いた方が有利といえる。具体的には
、正の誘電異方性を有するネマチック液晶が使用される
The liquid crystal substance used in the present invention is a liquid crystal substance in which the refractive index of the resin matrix matches the ordinary refractive index (no) of the liquid crystal substance, and may be used alone or in a composition. It can be said that it is more advantageous to use a composition in order to satisfy various required performances such as operating temperature range and operating voltage. Specifically, nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is used.

また、液晶樹脂複合体に使用される液晶物質は、光硬化
性樹脂を用いた場合には、光硬化性樹脂を均一に溶解す
ることが好ましく、光露光後の硬化物は溶解しない、も
しくは溶解困難なものとされ、組成物を用いる場合は、
個々の液晶物質の溶解度ができるだけ近いものが望まし
い。
In addition, when a photocurable resin is used as the liquid crystal substance used in the liquid crystal resin composite, it is preferable that the photocurable resin is dissolved uniformly, and the cured product after light exposure is not dissolved or dissolved. When using a composition that is considered difficult,
It is desirable that the solubility of each liquid crystal substance be as close as possible.

本発明では、液晶樹脂複合体とすることにより、上下の
透明電極が短絡する危険性が低く、かつ、通常のTN型
の表示素子のように配向や基板間隙を厳密に制御する必
要もなく、透過状態と散乱状態とを制御しつる液晶表示
素子を極めて生産性良く製造できる。
In the present invention, by using a liquid crystal resin composite, there is a low risk of short-circuiting between the upper and lower transparent electrodes, and there is no need to strictly control the orientation and substrate gap as in a normal TN type display element. A liquid crystal display element whose transmission state and scattering state can be controlled can be manufactured with extremely high productivity.

[作用] 本発明の背面投射型液晶表示装置では、透過−散乱型液
晶表示素子の画素が透過状態にある時には、光源から出
た光は液晶表示素子をそのまま直進透過し、散乱光を除
去する光学手段を通過し、スクリーンに投射され、明る
い表示として視認されることとなる。また、この透過−
散乱型液晶表示素子の画素が散乱状態にある時には、光
源から出た光は液晶表示素子で散乱されるため、散乱光
を除去する光学手段で除去され、スクリーンにはほとん
ど到達しない。このため、観察者に暗い表示として視認
されることとなる。
[Function] In the rear projection type liquid crystal display device of the present invention, when the pixels of the transmission-scattering type liquid crystal display element are in the transmission state, the light emitted from the light source passes straight through the liquid crystal display element as it is, and scattered light is removed. The light passes through an optical means and is projected onto a screen, where it is visually recognized as a bright display. Also, this transmission -
When the pixels of the scattering type liquid crystal display element are in a scattering state, the light emitted from the light source is scattered by the liquid crystal display element, so it is removed by an optical means for removing the scattered light, and almost no light reaches the screen. Therefore, the display will be visually perceived as dark by the observer.

本発明によれば、本来であれば、白(散乱部分)と透過
(透過部分)という透過型ではあまり視認性の良くない
表示しかできなかった透過−散乱型液晶表示素子を用い
て、黒(散乱部分)と白またはカラー(透過部分)の表
示可能になる。
According to the present invention, by using a transmissive-scattering type liquid crystal display element, which was originally capable of displaying only white (scattering part) and transmissive part (transmissive part) with poor visibility, black ( It becomes possible to display the scattered part) and white or color (transparent part).

[実施例] 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 ガラス基板(コーニング社1147059基板)上にク
ロムを60nm蒸着して、バターニングしてゲート電極
とした。引き続きシリコンオキシナイトライド膜と非晶
質シリコン膜をプラズマCVD装置で堆積した。これを
レーザーを用いてアニールした後、バターニングして多
結晶シリコンとした。これにリンドープ非晶質シリコン
、クロムを夫々プラズマCVD、蒸着装置を用いて堆積
し、多結晶シリコンを覆うようにバターニングして、第
1層目のソース電極、ドレイン電極とした。゛さらに、
ITOを蒸着した後、バターニングして画素電極を形成
した。続いて、クロム、アルミを連続蒸着して、画素電
極と第1層目のソース電極、ドレイン電極を接続するよ
うにバターニングして、第2層目のソース電極、トレイ
ン電極とした。この後、再び、シリコンオキシナイトラ
イド膜をプラズマCVD装置で堆積し保護膜とし、一方
の電極付基板となるアクティブマトリクス基板を作成し
た。
Example 1 Chromium was deposited to a thickness of 60 nm on a glass substrate (Corning Corporation 1147059 substrate) and patterned to form a gate electrode. Subsequently, a silicon oxynitride film and an amorphous silicon film were deposited using a plasma CVD apparatus. This was annealed using a laser and then buttered to form polycrystalline silicon. Phosphorus-doped amorphous silicon and chromium were deposited on this using plasma CVD and a vapor deposition apparatus, respectively, and buttered to cover the polycrystalline silicon to form the first layer of source and drain electrodes.゛Furthermore,
After ITO was deposited, patterning was performed to form a pixel electrode. Subsequently, chromium and aluminum were successively deposited and patterned to connect the pixel electrode and the first layer source electrode and drain electrode to form the second layer source electrode and train electrode. Thereafter, a silicon oxynitride film was again deposited using a plasma CVD apparatus to serve as a protective film, and an active matrix substrate serving as one electrode-attached substrate was created.

全面にベタのITO電極を形成した同じガラス基板によ
る他方の電極付基板と、前に製造したアクティブマトリ
クス基板とを電極面が対向するように配置して、内部に
直径的11.0μmのスペーサーを散布して、その周辺
を注入口部分を除き、エポキシ系のシール材でシールし
て、基板間隙11.0LLmの空セルを製造した。
The other electrode-attached substrate made of the same glass substrate with solid ITO electrodes formed on its entire surface and the previously manufactured active matrix substrate were arranged so that the electrode surfaces faced each other, and a spacer with a diameter of 11.0 μm was placed inside. After spraying, the surrounding area was sealed with an epoxy sealing material except for the injection port part, and an empty cell with a substrate gap of 11.0 LLm was manufactured.

2−エチルへキシルアクリレート6部及びヒドロキシエ
チルアクリレート18部、アクリルオリゴマー(東亜合
成化学(株)製rM−1200J ) 14部、光硬化
開始剤としてメルク社製「ダロキュア−1,116Jを
0゜4部と液晶としてB D I−1社製r E−8J
を62部とを均一に溶解した。
6 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 18 parts of hydroxyethyl acrylate, 14 parts of acrylic oligomer (rM-1200J manufactured by Toagosei Kagaku Co., Ltd.), and 0°4 of Darocure-1,116J manufactured by Merck & Co. as a photocuring initiator. As part and liquid crystal, BD I-1 r E-8J
and 62 parts of were uniformly dissolved.

この混合物を、上記方法により製造した空セルに注入口
から注入し、注入口を封止した。
This mixture was injected from the injection port into the empty cell manufactured by the above method, and the injection port was sealed.

これに紫外線を30秒間照射して液晶樹脂複合体を硬化
させ、透過−散乱型液晶表示素子を作成した。
This was irradiated with ultraviolet rays for 30 seconds to cure the liquid crystal resin composite, thereby producing a transmission-scattering type liquid crystal display element.

この作成した液晶表示素子は、電圧を印加しない状態で
散乱状態であり、電圧を印加した状態で透過状態となっ
た。
The produced liquid crystal display element was in a scattering state when no voltage was applied, and was in a transparent state when a voltage was applied.

この液晶表示素子を第1図に示すように、裏側に光源と
してELを配置し、前面に散乱光を除去する光学手段と
してマイクロレンズアレイとスリットを配置した。マイ
クロレンズアレイのマイクロレンズのピッチは3+nm
、レンズの曲率半径は3mm、焦点距離は3mmであり
、スリットの孔の径は0.1mmとした。なお、アクテ
ィブマトリクス基板の画素のピッチも3nonとした。
As shown in FIG. 1, this liquid crystal display element was provided with an EL as a light source on the back side, and a microlens array and slits as optical means for removing scattered light on the front side. The pitch of the microlenses in the microlens array is 3+nm.
The radius of curvature of the lens was 3 mm, the focal length was 3 mm, and the diameter of the slit hole was 0.1 mm. Note that the pitch of pixels on the active matrix substrate was also set to 3non.

これにより、液晶表示素子から直進してくる光のみをほ
ぼ透過させることができ、散乱光はほぼ除去できた。こ
のスリットから3mmはなれた位置にスクリーンを固定
した。
As a result, almost only the light traveling straight from the liquid crystal display element could be transmitted, and almost all the scattered light could be eliminated. The screen was fixed at a position 3 mm apart from this slit.

このスクリーンの反対側から表示像を見たところ、黒の
背景に白色のコントラスト比が70以上の表示像が得ら
れた。駆動電圧はAC5Vで駆動できた。
When the displayed image was viewed from the opposite side of the screen, a displayed image with a contrast ratio of white against a black background of 70 or more was obtained. The drive voltage was AC5V.

実施例2 実施例1のアクティブマトリクス基板の画素のピッチを
1mmにしたほかは、実施例1と同様にして背面投射型
液晶表示装置を作成した。
Example 2 A rear projection type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch of the pixels of the active matrix substrate in Example 1 was changed to 1 mm.

この場合、1個のマイクロレンズが9個の画素に対応す
るため、9個の画素を1つの画素群として、各画素群中
では上下反転かつ左右反転して駆動するという駆動上の
面倒はあったが、実施例1と同様な表示が可能であった
In this case, since one microlens corresponds to nine pixels, there is no need to drive the nine pixels as one pixel group and drive each pixel group upside down and horizontally inverted. However, the same display as in Example 1 was possible.

実施例3 実施例1のマイクロレンズアレイのピッチを1mmにし
て、スリットもこれに対応したものを使用したほかは、
実施例1と同様にして背面投射型液晶表示装置を作成し
た。
Example 3 The pitch of the microlens array of Example 1 was set to 1 mm, and the slits corresponding to this were also used.
A rear projection type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1.

この場合、9個のマイク0レンズが1個の画素に対応す
ることになり、スリットの孔の径が0、1mmであった
ため、合計すれば実施例1の場合の9倍の孔の面積とな
り、散乱光の通過量が増えたため、表示のコントラスト
が実施例1に比してやや低下したほかは、実施例1と同
様な表示が可能であった。このコントラスト比の低下を
防止るためには、スリットの径を小さくすればよい。し
かし、あまり小さくすると、マイクロレンズの精度及び
スリットの精度により、マイクロレンズの焦点にスリッ
トがうまく対応しなくなり、表示が暗くなったり、コン
トラスト比が低下する等の問題を生じ易いため、この寸
法は実験的に定められることが好ましい。
In this case, nine microphone 0 lenses correspond to one pixel, and since the diameter of the slit hole was 0.1 mm, the total area of the hole is 9 times that of Example 1. The same display as in Example 1 was possible, except that the display contrast was slightly lower than in Example 1 due to the increased amount of scattered light passing through. In order to prevent this decrease in contrast ratio, the diameter of the slit may be made smaller. However, if it is made too small, the slit will not correspond well to the focal point of the microlens due to the precision of the microlens and the precision of the slit, which tends to cause problems such as the display becoming dark and the contrast ratio decreasing. Preferably, it is determined experimentally.

実施例4 実施例1のアクティブマトリクス基板の代わりに、7セ
グメントの日の字パターンをITOでバターニングした
電極付基板を作成した。
Example 4 Instead of the active matrix substrate of Example 1, a substrate with electrodes was prepared by patterning a 7-segment Japanese character pattern with ITO.

また、これのパターンと対応するように同様にITOを
バターニングした他方の電極付基板を作成した。
In addition, another substrate with electrodes was prepared by patterning ITO in the same manner so as to correspond to this pattern.

これを組み合わせて、実施例1と同様にして液晶表示素
子を作成した。
By combining these, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1.

光源として、冷陰極放電管を用い、裏側の基板の光源側
に緑色のカラーフィルターを張り付けた外は実施例1と
同様にして背面投射型液晶表示装置を作成した。
A rear projection type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that a cold cathode discharge tube was used as a light source and a green color filter was attached to the light source side of the back substrate.

この背面投射型液晶表示装置は、黒の背景に明るい緑色
の数字を表示することができた。
This rear projection type liquid crystal display device was able to display bright green numbers on a black background.

[発明の効果] 本発明の背面投射型液晶表示装置では、電極付基板間に
挟持される液晶飼料として、電気的に散乱状態と透過状
態とを制御しつる液晶樹脂複合体を挟持した液晶表示素
子を用いているため、偏光板が不要であり、透過時の光
の透過率を大幅に向上でき、高コントラスト比の明るい
表示が得られる。
[Effects of the Invention] In the rear projection type liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal display sandwiching a liquid crystal resin composite whose scattering state and transmission state are electrically controlled is used as a liquid crystal feed sandwiched between substrates with electrodes. Since the device uses a polarizer, there is no need for a polarizing plate, and the transmittance of light during transmission can be greatly improved, resulting in a bright display with a high contrast ratio.

液晶樹脂複合体を挟持した透過−散乱型の液晶表示素子
は、散乱部分が白く、透過部分からは光が透過してくる
ため、透過型の表示には不向きであったが、本発明のよ
うな構成にすることにより、散乱部分が黒く、透過部分
が白または特定の色で表示され、従来の液晶表示装置と
同様な透過型の見易い表示装置が得られる。即ち、透過
−散乱型の液晶表示素子を用いて、バクライト付の表示
で黒の表示が可能になるものである。
A transmissive-scattering type liquid crystal display element in which a liquid crystal resin composite is sandwiched is unsuitable for transmissive display because the scattering part is white and light passes through the transmissive part. By adopting this configuration, the scattering portion is displayed in black and the transmitting portion is displayed in white or a specific color, thereby providing an easy-to-read transmissive display device similar to a conventional liquid crystal display device. That is, by using a transmission-scattering type liquid crystal display element, it is possible to display black with a backlight display.

本発明の背面投射型液晶表示装置では、薄い光学系を用
いるのみであるので、一般の投射型液晶表示装置のよう
な長い光路を必要としなく、通常厚さ数cmというコン
パクトな背面投射型液晶表示装置を得ることができる。
Since the rear projection type liquid crystal display device of the present invention uses only a thin optical system, it does not require a long optical path unlike a general projection type liquid crystal display device, and the rear projection type liquid crystal display device is compact and usually only a few centimeters thick. A display device can be obtained.

また、TN型液晶表示素子に必須のラビング等の配向処
理やそれに伴う静電気の発生による能動素子の破壊とい
った問題点も避けられるので、液晶表示素子の製造歩留
りを大幅に向上させることができる。
Furthermore, problems such as alignment treatment such as rubbing, which is essential for TN-type liquid crystal display elements, and destruction of active elements due to generation of static electricity associated therewith can be avoided, so that the manufacturing yield of liquid crystal display elements can be significantly improved.

さらに、この液晶樹脂複合体は、硬化後はフィルム状に
なっているので、基板の加圧による基板間短絡やスペー
サーの移動による能動素子の破壊といった問題点も生じ
にくい。
Furthermore, since this liquid crystal resin composite is in the form of a film after curing, problems such as short circuits between substrates due to pressurization of the substrates and destruction of active elements due to movement of spacers are less likely to occur.

また、この液晶樹脂複合体は、比抵抗が従来のTNモー
ドの場合と同等であり、従来のDSモードのように大き
な蓄積容量を画素電極毎に設けなくてもよく、能動素子
の設計が容易で、有効画素電極面積の割合を大きくしや
すく、かつ、液晶表示素子の消費電力を少なく保つこと
ができる。
In addition, the specific resistance of this liquid crystal resin composite is the same as that of the conventional TN mode, and there is no need to provide a large storage capacitance for each pixel electrode as in the conventional DS mode, making it easy to design active elements. Therefore, it is possible to easily increase the ratio of the effective pixel electrode area and to keep the power consumption of the liquid crystal display element low.

さらに、TNモードの従来の液晶表示素子の製造工程か
ら、配向膜形成工程を除くだけで製造が可能になるので
、生産が容易である。
Furthermore, production is easy because it can be manufactured by simply removing the alignment film forming process from the manufacturing process of conventional TN mode liquid crystal display elements.

また、この液晶樹脂複合体を用いた液晶表示素子は、応
答時間が短いという特長も有しており、動画の表示も容
易なものである。さらに、この液晶表示素子の電気光学
特性(電圧−透過率)は、TNモードの液晶表示素子に
比して比較的なだらかな特性であるので、階調表示への
適用も容易である。
Furthermore, a liquid crystal display element using this liquid crystal resin composite has a short response time, and can easily display moving images. Furthermore, since the electro-optical characteristics (voltage-transmittance) of this liquid crystal display element are relatively smooth compared to those of a TN mode liquid crystal display element, it can be easily applied to gradation display.

また、本発明の液晶表示素子は、電界を印加しない部分
では光が散乱されるため、画素以外の部分を遮光膜によ
り遮光しなくても投射時に光の漏れがなく、隣接画素間
の間隙を遮光する必要がない。このため、特に、能動素
子として多結晶シリコンによる能動素子を用いることに
より、能動素子部分に遮光膜無しで高輝度の投射用光源
を用いることができ、高輝度の投射型液晶表示装置を容
易に得ることができる。さらにこの場合には遮光膜を全
く設けなくてもよいことになり、さらに生産工程を簡便
化することができる。
In addition, in the liquid crystal display element of the present invention, since light is scattered in parts where no electric field is applied, there is no leakage of light during projection even if parts other than pixels are not shielded by a light shielding film, and the gap between adjacent pixels can be reduced. No need to block light. For this reason, in particular, by using an active element made of polycrystalline silicon as an active element, a high-brightness projection light source can be used without a light-shielding film on the active element part, and a high-brightness projection-type liquid crystal display device can be easily manufactured. Obtainable. Furthermore, in this case, there is no need to provide a light shielding film at all, which further simplifies the production process.

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で種
々の応用が可能である。
In addition to this, the present invention can be applied in various other ways as long as the effects of the present invention are not impaired.

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

第1図は、本発明の背面投射型液晶表示装置の基本的な
例を示す断面図である。 光源 液晶表示素子 基板 能動素子 電極 液晶樹脂複合体 マイクロレンズアレイ スリット スクリーン 観察者 =  1 = 2 = 3、 :  5 : 6、 : 8 : 9 =lO :ll :12 第 1 図 V〜12:時猪 手続補正書 平成 2年 7月 3日
FIG. 1 is a sectional view showing a basic example of a rear projection type liquid crystal display device of the present invention. Light source Liquid crystal display element substrate Active element Electrode Liquid crystal resin composite Microlens array Slit screen Observer = 1 = 2 = 3, : 5 : 6, : 8 : 9 =lO :ll :12 Figure 1 V~12: Time boar Procedural amendment July 3, 1990

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電極付基板間に、液晶物質が樹脂マトリクス中に
分散保持され、その樹脂マトリクスの屈折率が使用する
液晶物質の常光屈折率(n_o)とほぼ一致するように
された液晶樹脂複合体を挟持してなる透過−散乱型液晶
表示素子と、その片側に配置された光源と、その反対側
に配置されたスクリーンと、その透過−散乱型液晶表示
素子とスクリーンとの間に配置された散乱光を除去する
光学手段とからなる背面投射型液晶表示装置。
(1) A liquid crystal resin composite in which a liquid crystal substance is dispersed and held in a resin matrix between electrode-attached substrates, and the refractive index of the resin matrix is made to almost match the ordinary refractive index (n_o) of the liquid crystal substance used. A transmission-scattering type liquid crystal display element sandwiching a light source, a light source placed on one side of the light source, a screen placed on the opposite side, and a light source placed between the transmission-scattering type liquid crystal display element and the screen. A rear projection type liquid crystal display device comprising an optical means for removing scattered light.
(2)請求項1の散乱光を除去する光学手段が、マイク
ロレンズアレイとスリットとからなることを特徴とする
背面投射型液晶表示装置。
(2) A rear projection type liquid crystal display device, wherein the optical means for removing scattered light according to claim 1 comprises a microlens array and a slit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08179261A (en) * 1994-06-17 1996-07-12 Hughes Training Inc Backward projection screen for surroundings of bright ambient light

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JPH08179261A (en) * 1994-06-17 1996-07-12 Hughes Training Inc Backward projection screen for surroundings of bright ambient light

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