JPH04338714A - Liquid crystal electrooptic element - Google Patents
Liquid crystal electrooptic elementInfo
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- JPH04338714A JPH04338714A JP3110670A JP11067091A JPH04338714A JP H04338714 A JPH04338714 A JP H04338714A JP 3110670 A JP3110670 A JP 3110670A JP 11067091 A JP11067091 A JP 11067091A JP H04338714 A JPH04338714 A JP H04338714A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は液晶電気光学素子に係り
、特に液晶プロジェクター用のライトバルブとしての使
用に好適な液晶電気光学素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device, and more particularly to a liquid crystal electro-optic device suitable for use as a light valve for a liquid crystal projector.
【0002】0002
【従来の技術】従来の液晶プロジェクター用のライトバ
ルブとして使用される液晶電気光学素子は、表示に色付
きが少ないTNモードが用いられている。カラー表示を
行う為には一般に赤、緑、青の色毎に3枚のライトバル
ブをカラーフィルターと組み合せて用いることにより高
精彩で明るい表示が可能である。2. Description of the Related Art A liquid crystal electro-optical element used as a light valve for a conventional liquid crystal projector uses a TN mode in which the display is less colored. In order to perform a color display, a high definition and bright display is generally possible by using three light valves for each of red, green, and blue in combination with a color filter.
【0003】しかし、このような3枚のライトバルブを
用いるプロジェクターは複雑な光学系を必要とするため
高価になりがちであり、普及の妨げとなっている。この
為1枚のライトバルブのみでカラー表示を行う、いわゆ
る単板式のプロジェクターも提案されているが、原理的
には液晶テレビを拡大投影しているに過ぎず、赤、緑、
青の3つの画素を用いて1つの画素を構成する為、解像
度が低下し、光の利用効率が悪い為、暗い表示になって
しまう。However, such a projector using three light valves requires a complicated optical system and tends to be expensive, which is hindering its widespread use. For this reason, so-called single-panel projectors have been proposed that provide color display using only one light bulb, but in principle they merely project an enlarged image of an LCD TV;
Since one pixel is composed of three blue pixels, the resolution is reduced and the light usage efficiency is poor, resulting in a dark display.
【0004】そこでカラーフィルターを用いずに液晶の
複屈折を制御して色を変化させるホモジニアス方式のE
CBモードのライトバルブが提案されている。ECBモ
ードのライトバルブはフルカラー表示はできないが、白
、赤紫、緑、青シアン、黄色等のマルチカラー表示が可
能であり、カラーフィルターを用いず画素そのものの分
光透過率を変化させる方式の為、高精彩で明るい表示が
可能である。また、従来ホモジニアス方式のECBモー
ドの問題とされていた視角特性の悪い点もプロジェクタ
ー用のライトバルブとして用いる限りは問題にはならな
い。[0004] Therefore, a homogeneous type E that changes color by controlling the birefringence of liquid crystal without using a color filter has been developed.
CB mode light valves have been proposed. Although ECB mode light bulbs cannot display full color, they can display multicolors such as white, reddish-purple, green, blue-cyan, and yellow, because they change the spectral transmittance of the pixel itself without using a color filter. , high-definition and bright display is possible. Furthermore, the poor viewing angle characteristics, which has been considered a problem in the conventional homogeneous ECB mode, will not be a problem as long as it is used as a light valve for a projector.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のホモジ
ニアス方式のECBモードでは可視光全域にわたって透
過率が小さくなることがない為高いコントラスト比を得
ることはできなかった。図5にリターデーション△nd
が1.00μmのECBモードの液晶セルに電圧を印加
したときの透過光の色変化を色度座標上に示す。図6に
視感度補整した透過率の変化を示す。従来のECBモー
ドは印加電圧を変化させることにより表示色を変えるこ
とができるが、透過率が小さくなることがない為、黒を
表現することはできない。このためコントラスト比の高
い表示を得ることはできなかった。However, in the conventional homogeneous ECB mode, a high contrast ratio could not be obtained because the transmittance does not decrease over the entire visible light range. Figure 5 shows retardation △nd
The color change of transmitted light when a voltage is applied to an ECB mode liquid crystal cell with 1.00 μm is shown on the chromaticity coordinates. FIG. 6 shows changes in transmittance with visibility correction. In the conventional ECB mode, the displayed color can be changed by changing the applied voltage, but since the transmittance does not decrease, black cannot be expressed. Therefore, it was not possible to obtain a display with a high contrast ratio.
【0006】そこで本発明は液晶層のツイスト角、リタ
ーデーション△nd、偏光板配置角等のセル条件を最適
化することにより液晶層に電圧を印加することによって
表示色が従来のECBモードと同様に変化して、かつ透
過率が小さな状態、すなわち表示を黒くすることが可能
な液晶表示モードを提案し、コントラスト比の高い表示
を実現することにある。Therefore, the present invention optimizes the cell conditions such as the twist angle of the liquid crystal layer, the retardation △nd, and the polarizing plate arrangement angle, and applies a voltage to the liquid crystal layer so that the displayed color is the same as that of the conventional ECB mode. The object of the present invention is to propose a liquid crystal display mode in which the display can be changed to a state where the transmittance is small, that is, the display can be made black, and realize a display with a high contrast ratio.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶電気光学素
子は、対向して配置する2枚の電極板間にネマチック液
晶を挟持してなる液晶セルと、前記液晶セルを挟んで両
側に配置された一対の偏光板とを備え、前記ネマチック
液晶はねじれ角が80度から120度までの範囲内の螺
旋構造を有し、前記一対の偏光板は透過軸あるいは吸収
軸が直交し、かつどちらか片方の偏光板の透過軸あるい
は吸収軸は隣接する電極基板の液晶分子配向方向と40
度から50度ずらして配置され、前記ネマチック液晶の
屈折率異方性△nと液晶層の厚さdの積△ndが少なく
とも0.9μm以上であることを特徴とする。また、対
向して配置する2枚の電極基板のうち少なくともどちら
か片方の基板にTFTやMIM等の能動素子を有するこ
とを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The liquid crystal electro-optical element of the present invention includes a liquid crystal cell formed by sandwiching a nematic liquid crystal between two electrode plates arranged oppositely, and a liquid crystal cell arranged on both sides with the liquid crystal cell sandwiched therebetween. the nematic liquid crystal has a helical structure with a twist angle in the range of 80 degrees to 120 degrees, and the pair of polarizing plates have transmission axes or absorption axes orthogonal to each other; The transmission axis or absorption axis of one of the polarizing plates is 40 degrees parallel to the liquid crystal molecule orientation direction of the adjacent electrode substrate.
The product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal and the thickness d of the liquid crystal layer is at least 0.9 μm. Further, it is characterized in that at least one of the two electrode substrates arranged facing each other has an active element such as a TFT or MIM.
【0008】[0008]
【実施例】以下本発明の一実施例を図1、図2及び図3
により説明する。[Example] An example of the present invention is shown below in Figs. 1, 2, and 3.
This is explained by:
【0009】本発明の一実施例として、画素数640×
400のTFT素子を持つ、対角2インチの液晶プロジ
ェクター用のライトバルブを作成した。図1に本実施例
で作成した液晶電気光学素子の上下電極基板のラビング
方向と偏光板の配置を示す。102は上側電極基板のラ
ビング方向である。103は下側電極基板のラビング方
向である。105は、液晶セル内の液晶のねじれ角方向
である。今回はねじれ角を90度に設定した。この液晶
セルは、下側基板に640×400個のpoly−Si
TFT素子を備え、上側基板には画素間の漏れ光を遮光
するブラックマスクを備えている。また、上下基板とも
配向膜としてポリイミドを500Åの膜厚で形成してあ
る。液晶セルには、チッソ社製の液晶(△n=0.15
)を用いて、2枚の電極基板間にねじれ配向させた。
また、液晶層dは、△ndが1.50μmになるように
、10.0μmに設定した。この液晶セルに対して上側
偏光板の透過軸方向101は上側電極基板のラビング方
向102と45度ずらして配置した。また下側偏光板の
透過軸方向104は上側偏光板の透過軸方向101と直
交するように配置した。図2に本実施例で作製したライ
トバルブの印加電圧に対する色変化を色度座標上に示す
。図3に本実施例で作製したライトバルブの印加電圧に
対する透過率の変化を示す。本発明のライトバルブは印
加電圧が1.5Vで白、2.3Vで緑、2.4Vでシア
ン、2.6Vで青、3.0Vでマゼンタ、3.3Vで赤
、3.5Vで黄色、4.0V以上で黒と設定して駆動す
ることでパソコンのCRT画面に対応した8色のマルチ
カラー表示が可能であった。また、白と黒の明るさの比
、すなわちコントラスト比は1:100以上得られた。As an embodiment of the present invention, the number of pixels is 640×
We created a light valve for a 2-inch diagonal LCD projector with 400 TFT elements. FIG. 1 shows the rubbing direction of the upper and lower electrode substrates and the arrangement of the polarizing plates of the liquid crystal electro-optic device produced in this example. 102 is the rubbing direction of the upper electrode substrate. 103 is the rubbing direction of the lower electrode substrate. 105 is the twist angle direction of the liquid crystal in the liquid crystal cell. This time, the twist angle was set to 90 degrees. This liquid crystal cell has 640 x 400 poly-Si layers on the lower substrate.
It includes a TFT element, and a black mask on the upper substrate that blocks light leaking between pixels. Furthermore, polyimide is formed as an alignment film to a thickness of 500 Å on both the upper and lower substrates. The liquid crystal cell is a liquid crystal manufactured by Chisso (△n=0.15
) was used to achieve twisted orientation between two electrode substrates. Further, the liquid crystal layer d was set to 10.0 μm so that Δnd was 1.50 μm. In this liquid crystal cell, the transmission axis direction 101 of the upper polarizing plate was shifted by 45 degrees from the rubbing direction 102 of the upper electrode substrate. Further, the transmission axis direction 104 of the lower polarizing plate was arranged to be perpendicular to the transmission axis direction 101 of the upper polarizing plate. FIG. 2 shows the color change of the light valve manufactured in this example with respect to the applied voltage on the chromaticity coordinates. FIG. 3 shows the change in transmittance of the light valve manufactured in this example with respect to the applied voltage. The light valve of the present invention is white at an applied voltage of 1.5V, green at 2.3V, cyan at 2.4V, blue at 2.6V, magenta at 3.0V, red at 3.3V, and yellow at 3.5V. By setting the voltage to black at 4.0 V or higher and driving it, it was possible to display an eight-color multicolor display compatible with the CRT screen of a personal computer. Further, the ratio of brightness between white and black, that is, the contrast ratio, was obtained to be 1:100 or more.
【0010】以上実施例を述べたが、本発明は以上の実
施例のみならず、広くアクティブマトリクス方式の液晶
表示モードとして様々な液晶表示素子に応用が可能であ
る。Although the embodiments have been described above, the present invention can be applied not only to the above embodiments but also to a wide variety of liquid crystal display elements as active matrix liquid crystal display modes.
【0011】[0011]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高輝
度で高コントラスト比が得られるマルチカラー表示の液
晶表示素子が得られるという効果を有する。As described above, according to the present invention, there is an effect that a multi-color liquid crystal display element with high brightness and high contrast ratio can be obtained.
【図1】本発明の一実施例で作製した液晶電気光学素子
の液晶セルのラビング方向と偏光板配置を表わす図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing the rubbing direction and polarizing plate arrangement of a liquid crystal cell of a liquid crystal electro-optic device manufactured in an example of the present invention.
【図2】本発明の一実施例で作製した液晶電気光学素子
の印加電圧に対する透過光の色変化を表わす図である。FIG. 2 is a diagram showing a color change of transmitted light with respect to an applied voltage of a liquid crystal electro-optical element manufactured in an example of the present invention.
【図3】本発明の一実施例で作製した液晶電気光学素子
の印加電圧に対する透過光量の変化を表わす図である。FIG. 3 is a diagram showing changes in the amount of transmitted light with respect to applied voltage of a liquid crystal electro-optical element manufactured in an example of the present invention.
【図4】従来のホモジニアス型ECBモードの液晶電気
光学素子の液晶セルのラビング方向と偏光板配置を表わ
す図である。FIG. 4 is a diagram showing the rubbing direction and polarizing plate arrangement of a liquid crystal cell of a conventional homogeneous ECB mode liquid crystal electro-optical element.
【図5】従来のホモジニアス型ECBモードの液晶電気
光学素子の印加電圧に対する透過光の色変化を表わす図
である。FIG. 5 is a diagram showing a color change of transmitted light with respect to an applied voltage of a conventional homogeneous ECB mode liquid crystal electro-optical element.
【図6】従来のホモジニアス型ECBモードの液晶電気
光学素子の印加電圧に対する透過光量の変化を表わす図
である。FIG. 6 is a diagram showing changes in the amount of transmitted light with respect to applied voltage of a conventional homogeneous ECB mode liquid crystal electro-optical element.
101 上側偏光板の透過軸方向
102 上側電極基板のラビング方向103 下側
電極基板のラビング方向104 下側偏光板の透過軸
方向
105 液晶セル内の液晶のねじれ角方向301
上側偏光板の透過軸方向
302 上側電極基板のラビング方向303 下側
電極基板のラビング方向304 下側偏光板の透過軸
方向101 Transmission axis direction of upper polarizing plate 102 Rubbing direction of upper electrode substrate 103 Rubbing direction of lower electrode substrate 104 Transmission axis direction of lower polarizing plate 105 Twist angle direction of liquid crystal in liquid crystal cell 301
Transmission axis direction 302 of upper polarizing plate Rubbing direction 303 of upper electrode substrate Rubbing direction 304 of lower electrode substrate Transmission axis direction of lower polarizing plate
Claims (2)
ック液晶を挟持してなる液晶セルと、前記液晶セルを挟
んで両側に配置された一対の偏光板を備え、前記ネマチ
ック液晶はねじれ角が80度から100度の範囲内の螺
旋構造を有し、前記一対の偏光板は透過軸あるいは吸収
軸が直交し、かつどちらか片方の偏光板の透過軸あるい
は吸収軸は隣接する電極基板の液晶分子配向方向と40
度から50度ずらして配置され、前記ネマチック液晶の
屈折率異方性△nと液晶層の厚さdの積△ndが少なく
とも0.9μm以上であることを特徴とする液晶電気光
学素子。1. A liquid crystal cell comprising a nematic liquid crystal sandwiched between two electrode plates disposed facing each other, and a pair of polarizing plates disposed on both sides of the liquid crystal cell, wherein the nematic liquid crystal is The pair of polarizing plates have a helical structure with a twist angle in the range of 80 degrees to 100 degrees, and the transmission or absorption axes of the pair of polarizing plates are perpendicular to each other, and the transmission or absorption axis of either polarizing plate is opposite to the adjacent electrode. The liquid crystal molecule alignment direction of the substrate and 40
A liquid crystal electro-optical element, which is arranged 50 degrees from the nematic liquid crystal, and has a product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal and the thickness d of the liquid crystal layer of at least 0.9 μm.
ち少なくともどちらか片方の基板にTFTやMIM等の
能動素子を有することを特徴とする請求項1記載の液晶
電気光学素子。2. The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein at least one of the two electrode substrates arranged facing each other has an active element such as a TFT or an MIM.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110670A JPH04338714A (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Liquid crystal electrooptic element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3110670A JPH04338714A (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Liquid crystal electrooptic element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04338714A true JPH04338714A (en) | 1992-11-26 |
Family
ID=14541490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3110670A Pending JPH04338714A (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Liquid crystal electrooptic element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04338714A (en) |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3110670A patent/JPH04338714A/en active Pending
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