JPH06222331A - Projection type liquid crystal display device - Google Patents

Projection type liquid crystal display device

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Publication number
JPH06222331A
JPH06222331A JP973293A JP973293A JPH06222331A JP H06222331 A JPH06222331 A JP H06222331A JP 973293 A JP973293 A JP 973293A JP 973293 A JP973293 A JP 973293A JP H06222331 A JPH06222331 A JP H06222331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
transparent
refractive index
light
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP973293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kosako
慎也 古佐小
Hideaki Mochizuki
秀晃 望月
Junji Nakajima
潤二 中島
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP973293A priority Critical patent/JPH06222331A/en
Publication of JPH06222331A publication Critical patent/JPH06222331A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide projected images which obviates the light leakage from space parts and has a high contrast by forming the spacers for regulating the inter-electrode spacings of a liquid crystal display element as non-light transmissive spacers. CONSTITUTION:A liquid crystal material 9 and a transparent solid material 8 exist dispersedly between transparent glass substrates 1 and 2 having transparent electrodes 3, 4 via spacers having non-light transmissivity. A driving circuit 10 is connected to these transparent electrodes 3, 4. The refractive index of the transparent solid material 8 and the refractive index of the liquid crystal material 9 coincide and collimated beams of light pass these materials to attain a transparent state when the refractive index of the transparent solid material 8 and the ordinary ray refractive index of the liquid crystal material are made to coincide. A difference arises between the refractive index of the transparent solid material 8 and the refractive index of the liquid crystal material 9 and the collimated beams of light are scattered to attain a turbid state when a voltage is not applied. The collimated beams of light arriving at the spacers 7 at this time are shut off or scattered by the spacers 7 and are not displayed as luminescent point on a projection screen.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光非透過性のスペーサを
有する透過−散乱型液晶表示素子を用いて、投射型液晶
表示装置のコントラストの向上を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to improve the contrast of a projection type liquid crystal display device by using a transmission-scattering type liquid crystal display element having a non-transparent spacer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、投射型液晶表示装置には、液晶層
を2枚の透明電極付きガラス基板により挟持し、さらに
ガラス基板の両外側に偏光板を配してなる、いわゆるT
N(ツイストネマティック)方式が主に使用されてき
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a projection type liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between two glass substrates with transparent electrodes, and polarizing plates are arranged on both outer sides of the glass substrates.
The N (twisted nematic) method has been mainly used.

【0003】しかしながら、このような液晶表示素子
は、偏光板を有するため素子の明るさが充分ではなく、
約40%も透過率を落としてしまうという欠点があった。
また、投射スクリーン上で充分な輝度を得るためには極
めて強力な光源が必要であり、光源による液晶表示素子
の発熱に伴う素子の寿命の劣化、および特性の変化とい
う欠点があった。
However, since such a liquid crystal display device has a polarizing plate, the brightness of the device is not sufficient.
It had the drawback of reducing the transmittance by about 40%.
Further, in order to obtain sufficient brightness on the projection screen, an extremely strong light source is required, and there are drawbacks such as deterioration of the life of the liquid crystal display element due to heat generation of the light source and change of characteristics.

【0004】このようなTN方式液晶表示素子に対し
て、偏光板が不要で、電気的に液晶の見かけの複屈折率
を制御し、白濁状態または透明状態を作り出す方式が提
案されている。
For such a TN type liquid crystal display element, there has been proposed a method which does not require a polarizing plate and electrically controls the apparent birefringence of the liquid crystal to create a cloudy state or a transparent state.

【0005】この方式の第一のタイプは、液晶分子の常
光屈折率と透明性固体物質の屈折率を一致させておき、
電圧が印加して液晶分子の配向が揃ったときには透明状
態になり、電圧が無印加のときには、液晶分子の配向の
乱れにより白濁不透明状態になることを利用しているも
のである。
In the first type of this system, the ordinary refractive index of liquid crystal molecules and the refractive index of the transparent solid substance are matched,
It utilizes the fact that when a voltage is applied and the alignment of the liquid crystal molecules is aligned, the liquid crystal molecules become transparent, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules become disordered and the liquid crystal molecules become clouded and opaque.

【0006】この方式の代表的な例は、ネマティック カーウ゛ィリニ
アー アライント゛ フェイス゛(NCAP)といわれる方式で、カプ
セル型液晶微小滴をポリマー中に分散させる方法であ
る。この方法は、カプセル型液晶微小滴が、ポリマー中
に完全に独立して封入されているために、流動すること
がなく、フィルム化が可能であり、耐久性も比較的安定
なため、製造が容易なものである(特表昭58ー501631号
公報などに記載)。
A typical example of this method is a method called nematic curve linear aligned face (NCAP), which is a method of dispersing capsule type liquid crystal microdroplets in a polymer. In this method, since the capsule type liquid crystal microdroplets are completely and independently encapsulated in the polymer, they do not flow and can be formed into a film, and the durability is relatively stable. It is easy (described in Japanese Patent Publication No. 58-501631).

【0007】また、第二のタイプは、ホ゜リマー ネットワーク リキッ
ト゛ クリスタル(PNLC)またはホ゜リマーテ゛ィスハ゜ース゛ト゛ リキット゛ ク
リスタル(PDLC)といわれるもので、アクリル系または
エポキシ系紫外線硬化樹脂などの未硬化樹脂と液晶材料
を溶解させたものに、紫外線を照射したり加熱硬化する
ことにより、液晶と樹脂が相分離するものである(特開
平1ー198725号公報など)。
The second type is called a polymer network liquid crystal (PNLC) or a polymer disperse liquid crystal (PDLC), which dissolves an uncured resin such as an acrylic or epoxy UV curable resin and a liquid crystal material. The liquid crystal and the resin are phase-separated by irradiating the cured product with ultraviolet rays or heating and curing it (Japanese Patent Laid-Open No. 1198725/1989).

【0008】投射型液晶表示装置のライトバルブとして
用いる従来の透過−散乱型液晶表示素子の構成を図2に
示す。尚、図2では、薄膜トランジスタなどは省略して
示してある。
The structure of a conventional transmission-scattering type liquid crystal display element used as a light valve of a projection type liquid crystal display device is shown in FIG. In FIG. 2, thin film transistors and the like are omitted.

【0009】集光レンズによって平行にされた光源から
の光は、通常ダイクロイックミラーにより赤(R)、緑
(G)、青(B)に分光され、それぞれ3枚の液晶パネ
ルに入射される。液晶パネルは、透明電極3、4を有する
透明ガラス基板1、2の間に、スペーサー11を介して液晶
材料9および透明性固体物質(樹脂など)8が分散して存
在しており、液晶層を外界から遮断するために、シール
材5、6が存在する。また、駆動回路10は、前記透明電極
3、4に接続されている。
The light emitted from the light source which is collimated by the condenser lens is usually split into red (R), green (G) and blue (B) by a dichroic mirror, and is incident on three liquid crystal panels. In a liquid crystal panel, a liquid crystal material 9 and a transparent solid substance (resin, etc.) 8 are dispersed through a spacer 11 between transparent glass substrates 1 and 2 having transparent electrodes 3 and 4, and a liquid crystal layer Sealing materials 5 and 6 are provided in order to shield the external environment from the outside. Further, the drive circuit 10 is the transparent electrode.
Connected to 3, 4.

【0010】図2において、前記透明性固体物質8の屈
折率と液晶材料9の常光屈折率とを一致させると、電圧
印加時には、液晶分子が電界に揃って配列するため、透
明性固体物質の屈折率と液晶材料の屈折率が一致し、光
が通過して透明状態になる。
In FIG. 2, when the refractive index of the transparent solid substance 8 and the ordinary refractive index of the liquid crystal material 9 are matched, liquid crystal molecules are aligned in an electric field when a voltage is applied, so that the transparent solid substance The refractive index and the refractive index of the liquid crystal material match each other, and light passes therethrough to become a transparent state.

【0011】一方、電圧無印加時には、液晶分子は透明
性固体物質8の内側の壁面に沿って配列するため、透明
性固体物質の屈折率と液晶材料の屈折率との間に屈折率
差が生じ、白濁散乱することになる。
On the other hand, when no voltage is applied, since the liquid crystal molecules are arranged along the inner wall surface of the transparent solid substance 8, there is a difference in refractive index between the refractive index of the transparent solid substance and the refractive index of the liquid crystal material. It will occur and will be clouded and scattered.

【0012】使用するスペーサの直径は、可視光の散乱
性および駆動電圧の関係上、10μmから20μmの範囲の
ものが一般に使用されている。
The diameter of the spacer used is generally in the range of 10 μm to 20 μm in view of the scattering property of visible light and the driving voltage.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】透過−散乱型液晶表示
素子では、上記のように電界により透明状態および白濁
状態を作り出すことで、ON-OFFを行いコントラストを得
るため、白濁状態すなわちOFF状態では光が完全に散乱
し、投射スクリーン上の輝度が最小になるようにしなけ
ればならない。しかしながら、従来のスペーサでは、平
行光を散乱または遮蔽することが不可能なため、スペー
サ部分から漏れた光は投射スクリーンに像を結び、これ
が輝点として視認されるためコントラストの大幅な低下
を招き、画質を低下させてしまう。
In the transmission-scattering type liquid crystal display element, the transparent state and the white turbid state are created by the electric field as described above to perform ON-OFF and obtain the contrast. The light should be completely scattered and the brightness on the projection screen should be minimal. However, with conventional spacers, it is impossible to scatter or shield parallel light, so the light leaked from the spacer part forms an image on the projection screen, and this is visually recognized as a bright spot, resulting in a significant decrease in contrast. , The image quality will be degraded.

【0014】本発明は、これらの従来技術の有していた
問題点を解決するものであり、スペーサ部分からの光漏
れのない、コントラストの高い投射画像を得ることを目
的としたものである。
The present invention is intended to solve the problems of these prior arts, and it is an object of the present invention to obtain a projected image with high contrast without light leakage from the spacer portion.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の投射型液晶表示
装置は、液晶表示素子のスペーサに光非透過性を有する
ようにする。
In the projection type liquid crystal display device according to the present invention, the spacer of the liquid crystal display element is made to be light non-transmissive.

【0016】このスペーサとしては、積水ファインケミ
カル(株)製の黒色ポリマービーズなどを使用すること
により達成する。
This spacer is achieved by using black polymer beads manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.

【0017】[0017]

【作用】上述の本発明の構成によれば、スペーサに光非
透過性を持たせてあるので、スペーサ部分からの光漏れ
による投射型液晶表示装置のコントラストの低下による
表示品位の低下を防止することができる。
According to the above-mentioned structure of the present invention, since the spacer is made impermeable to light, it is possible to prevent deterioration of display quality due to deterioration of contrast of the projection type liquid crystal display device due to light leakage from the spacer portion. be able to.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を用いながら本発明の一実施例を
説明する。尚、以下の図1はこの発明が理解しやすいよ
うに概略的に示してあるにすぎず、カラーフィルター、
薄膜トランジスタなどは省略して示してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the following FIG. 1 is only shown schematically for easy understanding of the present invention.
Thin film transistors and the like are omitted.

【0019】図1は本発明による液晶表示パネルの断面
図である。透明電極3、4を有する透明ガラス基板1、2の
間に、光非透過性を持たせたスペーサー7を介して液晶
材料9および透明性固体物質8が分散して存在しており、
液晶層を外界から遮断するために、シール材5、6が存在
する。また、駆動回路10は、前記透明電極3、4に接続さ
れる。
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display panel according to the present invention. Between the transparent glass substrates 1 and 2 having the transparent electrodes 3 and 4, a liquid crystal material 9 and a transparent solid substance 8 are dispersedly present via a spacer 7 having a light non-transmissive property,
Sealing materials 5 and 6 are provided to shield the liquid crystal layer from the outside world. Further, the drive circuit 10 is connected to the transparent electrodes 3 and 4.

【0020】図1において、前記透明性固体物質8の屈
折率と液晶材料9の常光屈折率とを一致させると、電圧
印加時には、液晶分子が電界に揃って配列するため、透
明性固体物質の屈折率と液晶材料の屈折率が一致し、平
行光が通過して透明状態になる。
In FIG. 1, when the refractive index of the transparent solid substance 8 and the ordinary refractive index of the liquid crystal material 9 are matched, liquid crystal molecules are aligned in an electric field when a voltage is applied, so that the transparent solid substance The refractive index and the refractive index of the liquid crystal material are the same, and parallel light passes through and becomes transparent.

【0021】一方、電圧無印加時には、液晶分子は透明
性固体物質8の内側の壁面に沿って配列するため、透明
性固体物質の屈折率と液晶材料の屈折率との間に屈折率
差が生じ、平行光が散乱されることになる。
On the other hand, when no voltage is applied, since the liquid crystal molecules are arranged along the inner wall surface of the transparent solid substance 8, there is a difference in refractive index between the refractive index of the transparent solid substance and the refractive index of the liquid crystal material. It occurs and collimated light is scattered.

【0022】次に、前述スペーサー7に到達する平行光
であるが、通常の市販のガラスファイバーなどのスペー
サを使用した場合と異なり、光非透過性を持たせている
ため、平行光は遮断または散乱され、投射スクリーン上
に輝点としては現れてこない。
Next, the parallel light that reaches the above-mentioned spacer 7 is different from the case where a normal spacer such as a commercially available glass fiber is used. It is scattered and does not appear as a bright spot on the projection screen.

【0023】図3は本発明による投射型液晶表示素子の
散乱特性を示したものである。図4の従来の散乱特性と
比較し、受光角度0度付近の光漏れがないことがわか
る。
FIG. 3 shows the scattering characteristics of the projection type liquid crystal display device according to the present invention. As compared with the conventional scattering characteristic of FIG. 4, it can be seen that there is no light leakage near the light receiving angle of 0 degree.

【0024】なお、図3および4の測定に使用した液晶
表示素子は、モノマーとして2ーエチルヘキシルアクリレ
ート(ナカライテスク(株)製)7.0wt%、オリゴマー
としてはビスコート#3700(大阪有機化学工業(株)
製)11.6wt%、光硬化開始剤としてDarocure651(メル
ク社製)0.4wt%からなる粘度3センチポアズの光重合性
材料と、液晶としてZLI4792(N-I点92度、ne
1.573、no=1.479)(メルク・ジャパン(株)製)81.0
wt%を混合した組成物に、温度60℃で紫外線(57mW/cm
2)を5秒照射して製作した。
The liquid crystal display elements used in the measurement of FIGS. 3 and 4 were 2-ethylhexyl acrylate (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.) 7.0 wt% as a monomer, and Biscoat # 3700 (Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) as an oligomer. )
Made of 11.6 wt% and Darocure 651 (made by Merck) 0.4 wt% as a photo-curing initiator, and a photopolymerizable material having a viscosity of 3 centipoise, and ZLI4792 (NI point 92 degrees, n e =
1.573, n o = 1.479) (manufactured by Merck Japan Co., Ltd.) 81.0
wt% composition, UV light (57mW / cm at 60 ℃)
2 ) was irradiated for 5 seconds and manufactured.

【0025】こうして製作された素子の断面構造は、走
査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果、液滴は1.5
μm前後であった。
The cross-sectional structure of the device thus manufactured was observed by a scanning electron microscope (SEM), and it was found that the liquid droplets were 1.5
It was around μm.

【0026】本実施例では、光非透過性のスペーサとし
て黒色ポリマービーズを使用したが、スペーサ部分に照
射される平行光がそのまま投射スクリーンに漏れること
を防止できればよいため、スペーサとして光散乱性のも
のであっても同等の機能を発揮できる。
In this embodiment, the black polymer beads are used as the light non-transmissive spacer. However, since it is enough to prevent the parallel light irradiated on the spacer portion from leaking to the projection screen as it is, the spacer having the light scattering property is used. Even if it is one, it can exert the same function.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明に係わる透過−散乱型液晶表示素
子を用いた投射型液晶表示装置は、スペーサに光非透過
性のものを使用して構成したので、コントラストの向上
を図ることができる。
Since the projection type liquid crystal display device using the transmission-scattering type liquid crystal display element according to the present invention is constructed by using the non-transparent spacer, the contrast can be improved. .

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

【図1】本発明一実施例を示す透過−散乱型投射用液晶
表示素子の断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a transmission-scattering type liquid crystal display device for projection showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来例の透過−散乱型投射用液晶表示素子の断
面図
FIG. 2 is a sectional view of a conventional transmission-scattering type liquid crystal display device for projection.

【図3】本発明の実施例の透過−散乱型投射用液晶表示
素子の光散乱特性図
FIG. 3 is a light scattering characteristic diagram of a transmission-scattering type liquid crystal display device for projection according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来例の透過−散乱型投射用液晶表示素子の光
散乱特性図
FIG. 4 is a light scattering characteristic diagram of a transmission-scattering type liquid crystal display device for projection of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 透明基板 3、4 透明電極 5、6 シール材 7 光非透過性スペーサ材 8 透明性固体物質(樹脂) 9 液晶材料 10 駆動回路 11 スペーサ材 1, 2 Transparent substrate 3, 4 Transparent electrode 5, 6 Sealing material 7 Optical non-transparent spacer material 8 Transparent solid substance (resin) 9 Liquid crystal material 10 Drive circuit 11 Spacer material

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも一方が透明性を有する2枚の電
極基板と、この間に挟持された液晶層を有し、前記液晶
層が正の誘電率異方性を有する液晶材料と、透明性固体
物質からなる透明−散乱型液晶表示素子のある投射型表
示装置において、前記液晶表示素子の電極間隔規制用の
スペーサが光非透過性であることを特徴とする投射型液
晶表示装置。
1. A liquid crystal material having two electrode substrates, at least one of which is transparent, and a liquid crystal layer sandwiched therebetween, the liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy, and a transparent solid. A projection type liquid crystal display device having a transparent-scattering type liquid crystal display device made of a substance, characterized in that a spacer for regulating an electrode interval of the liquid crystal display device is impermeable to light.
【請求項2】請求項1において、液晶表示素子がアクテ
ィブマトリクス液晶表示素子であることを特徴とする投
射型液晶表示装置。
2. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is an active matrix liquid crystal display element.
JP973293A 1993-01-25 1993-01-25 Projection type liquid crystal display device Pending JPH06222331A (en)

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JP973293A JPH06222331A (en) 1993-01-25 1993-01-25 Projection type liquid crystal display device

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JP973293A JPH06222331A (en) 1993-01-25 1993-01-25 Projection type liquid crystal display device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8310625B2 (en) 2007-05-18 2012-11-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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